KR20210103086A - 금형 온도 조정 장치 및 사출 성형기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 금형 온도 조정 장치 및 사출 성형기에 관한 것으로, 성형품 표면의 전사성을 높이고, 성형품은 고화후, 즉시 꺼내서 성형 사이클을 빠르게 하도록 하는 것을 과제로 한다.
본 발명의 금형은 고정측 금형, 가동측 금형 모두 모형(4, 5) 내에 설치되고 개방측에 캐비티면을 형성하며, 캐비티면으로부터 일정 거리 위치에 복수의 열매체 통로(48a, 58a)가 천공되어 있고, 열전도율이 20~40W/(m·K)인 금속으로 이루어지는 두께 15~30㎜의 직사각형 판형상의 라이너(48, 58)와, 모형(4, 5)과 라이너(48, 58) 사이에 삽입 설치한 열전도율이 5W/(m·K) 이하인 단열판(38, 39)과, 라이너(48, 58)의 역캐비티면의 양단에 라이너(48, 58)의 열매체 통로(48a, 58a)로 통하도록 설치된 한쌍의 열매체 매니폴드(49)와, 라이너(48, 58)의 4단 가장자리를 가압하여 모형(4, 5)에 고정하는 복수의 가압 부재(42, 43)로 구성된다.

Description

금형 온도 조정 장치 및 사출 성형기{Mold Temperature Controller and Injection Molding Machine}

본 발명은 도광판, 확산판 등의 한쪽면 전체에 다수의 세밀한 요철 모양을 형성하는 열가소성 수지 시트를 성형하는 사출 성형기의 성형용 금형에 관한 것이고, 특히 사출 성형시에 수지의 유리 전이점 온도를 초과하는 금형 캐비티 온도를 일정 시간 유지할 수 있는 열전도성을 갖는 재질의 금형을 선택함으로써 성형품 표면의 전사성을 높이고, 성형품은 고화 후, 바로 취출하여 성형 사이클을 빠르게 한 금형, 금형 온도 조정 방법, 금형 온도 조정 장치, 사출 성형 방법, 사출 성형기 및 열가소성 수지 시트에 관한 것이다.

사출 성형기의 수지 충전 공정에 있어서, 저온의 금형내에서 수지를 급속하게 고화하면, 성형품의 표면이 거칠어지고, 금형면의 전사가 불충분해진다. 이를 회피하기 위해서, 충전 전에 금형을 따뜻하게 하고, 수지 충전후에는 금형내의 열매체 통로로 냉매액을 통과시켜 성형품을 조속히 냉각하여 성형 공정의 사이클 시간을 단축하는 성형 방법이 제안되어 있다. 이와 같은 성형 방법에 대하여, 특허 문헌 1에 제시된 종래예는, 한쪽면 전체에 세밀한 요철 모양이 나타나있는 얇은 시트 형상의 액정 디스플레이용 도광판을 성형하는 방법으로, 이하에 그 개략을 설명한다.

대각 치수가 14인치 이상인 도광판을 성형하기 위한 금형의 캐비티면을, 수지 재료의 유동성이 양호한 유리 전이점 온도 이상으로 가열하여 두고, 그 캐비티내에 용융 수지를 15㎤/초 이하의 느린 사출 속도로 충전하며, 충전 후, 금형의 캐비티면을 유리 전이점 온도 이하로 저하시켜 성형품을 고화시키고, 금형을 개방하여 성형품을 취출하는 사출 성형기에 의한 성형 방법이다.

또한, 이와 같은 성형 방법에서 이용되는 금형의 캐비티면을 형성하는 부분의 재료는 캐비티면의 가열 속도, 냉각 속도를 높여서 성형 사이클 시간을 단축하기 위해, 베릴륨 구리 등의 열전도성이 우수한 재료가 바람직하다고 되어 있다.

또한, 금형 온도를 단시간에 정확히 제어하고, 성형 사이클을 단축하는 동시에, 성형품의 패턴 전사 정밀도를 향상하고자 하는 과제에 대하여, 고온 열매체의 공급 장치와 그 고온 열매체의 금형으로의 공급 수단, 중온 열매체의 공급 장치와 그 중온 열매체의 금형으로의 공급 수단 및 저온 열매체의 공급 장치와 그 저온 열매체의 금형으로의 공급 수단을 갖는 사출 성형용 금형, 및 용융 수지를 사출하기 전에 금형내의 열매체 통로에 고온 열매체를 공급하여 금형을 승온한 후, 공급하는 열매체를 중온 열매체로 전환하여 금형 온도를 대략 일정하게 유지하고, 용융 수지를 사출한 후에 금형내의 열매체 통로로 저온 열매체를 공급하여 금형을 냉각하는 사출 성형품의 제조 방법이 제안되어 있다(특허 문헌 2).

특허 문헌 1 : 일본 특허 제3601463호 공보(도 2)

특허 문헌 2 : 일본 특허 공개 제2004-322597호 공보(도 1)

종래예의 특허 문헌 1에 개시한 바와 같은 금형의 캐비티면을, 수지 재료의 유동성이 양호한 유리 전이점 온도 이상으로 가열하여 두고, 캐비티내에 용융 수지를 낮은 사출 속도로 충전하며, 금형을 냉각하여 성형품을 취출하는 성형 방법은, 성형품의 표면의 세밀 재현성은 양호하지만, 성형 사이클이 장시간으로 되기 때문에, 생산성이 좋지 않은 문제점이 있다.

또한, 종래예의 특허 문헌 2에 개시하는 사출 성형품의 제조 방법은 고온, 중온, 저온의 3계통의 열매체를 공급하기 위해 3계통의 온도 조정 장치와 열매체 공급 수단, 열매체 회수 탱크 등을 필요로 하여 장치가 많고 제어수단도 복잡해진다. 또한, 사출과 수지의 보압 공정에서 용융 수지가 갖고 들어가는 열량에 의한 승온을 억제하여 금형의 온도를 중온으로 유지하기 위해 중온 열매체는 장시간 공급을 계속할 필요가 있고, 또한 실시예에 의하면 성형품 냉각에도 장시간을 필요로 하기 때문에, 성형 사이클 시간은 상당히 길어지고, 각 열매체의 회유량도 많으며 소비하는 열에너지도 많은 것으로 사료된다.

본 발명은 금형의 캐비티면을 구성하는 재료를 선택하여, 용융 수지가 보유하는 열량을 캐비티면의 가열에 이용하는 동시에, 보압 공정, 냉각 공정에서의 열매체의 공급량의 효율화를 도모하여 열에너지를 절약하면서, 성형품 표면의 세밀 재현성의 유지와, 성형 사이클의 단축화가 가능한 금형, 금형 온도 조정 방법, 금형 온도 조정장치, 사출 성형 방법, 사출 성형기 및 열가소성 수지 시트를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

본 발명은 이하의 각 수단으로 과제의 해결을 도모한다.

(1) 제 1 수단의 금형은 고정측 금형, 가동측 금형 모두 모형내에 설치되어 개방측에 캐비티면을 형성하고, 캐비티면으로부터 일정 거리 위치에 복수의 열매체 통로가 천공되어 있으며, 열전도율이 20~40W/(m·K)인 금속으로 이루어지는 두께15~30㎜인 직사각형 판형상의 라이너(liner)와, 모형과 라이너 사이에 삽입 설치한 열전도율이 5W/(m·K) 이하인 단열판과, 라이너의 역캐비티면의 양단에 라이너의 열매체 통로로 통하도록 설치된 한쌍의 열매체 매니폴드와, 라이너의 4단 가장자리를 가압하여 모형에 고정하는 복수의 가압 부재로 구성된 것을 특징으로 한다.

(2) 제 2 수단의 금형은 상기 제 1 수단의 금형에 있어서, 상기 라이너의 재질이 스테인리스강으로, 상기 단열판이 유리 섬유 보강의 내열성 수지 또는 세라믹인 것을 특징으로 한다.

(3) 제 3 수단의 금형 온도 조정 장치는 상기 제 1 수단의 금형과, 열매체를 성형품 수지의 유리 전이점 온도 근처의 설정 온도로 조정하는 중온도 조정 수단과, 열매체를 설정 저온으로 조정하는 저온도 조정 수단을 구비하고, 상기 중온도 조정 수단으로 온도 조정된 열매체와 상기 저온도 조정 수단으로 온도 조정된 열매체를 선택적으로 전환하여 라이너의 열매체 통로에 공급함으로써 라이너의 온도 제어를 실행하도록 한 금형 온도 조정 장치에 있어서, 고정측 금형 및 가동측 금형 각각의 라이너 온도를 검출하는 복수의 라이너 온도 검출 수단과, 중온 열매체 온도, 저온 열매체 온도, 용융 수지의 충전을 개시하는 라이너 온도, 저온 열매체의 공급을 정지하여 동 매체의 밀봉을 개시하는 라이너 온도, 충전 수지의 냉각을 완료하여 금형 개방을 개시하는 라이너 온도를 각각 설정하는 라이너 온도 설정 수단과, 라이너 온도가 각 설정 온도로 되도록 제어하는 라이너 온도 제어 수단과, 보압 한도 시간을 설정하는 타이머와, 보압 개시후 열매체 출구를 개방하여 저온 열매체를 라이너로 공급하기까지의 시간을 설정하는 타이머와, 라이너로의 저온 열매체 밀봉으로부터 밀봉 해제, 중온 열매체 공급까지의 시간을 설정하는 타이머와, 상기 각 설정값을 성형 공정에 대한 라이너 온도 곡선에 화면 표시하고, 화면을 전환하여 실제 성형 공정에서의 라이너의 온도의 실측값을 설정값과 병기 또는 단독으로 표시할 수 있는 표시 수단을 구비한 것을 특징으로 한다.

(4) 제 4 수단의 사출 성형 방법은 상기 제 3 수단의 금형 온도 조정 장치를 이용하여, 용융 수지 충전 전에 금형의 라이너를 가열하고, 수지 충전 후, 상기 라이너를 냉각하는 사출 성형 방법에 있어서, 수지의 유리 전이점 온도를 Tg로 했을 때, 라이너에 Tg와 거의 동일 온도의 중온 열매체를 공급하고, 충전 공정을 개시하는 라이너온도 TH를 Tg-5℃~Tg-10℃로 하며, 라이너 온도가 TH에 도달한 시점에서 중온 열매체의 공급을 정지하고, 열매체출구를 폐쇄하며, 라이너내에 중온 열매체를 봉입한 상태에서 성형기의 사출을 개시하여 용융 수지를 충전하고, 용융 수지의 열량에 따라 온도 TS=Tg~Tg+10℃까지 승온한 라이너의 온도를 유지하며, 보압 개시시로부터 설정된 시간 후, 열매체 출구를 개방하고, 저온 열매체를 라이너로 공급하면서 라이너내의 열매체 통로에 저장되어 있는 중온 열매체를 배출하며, 저온 열매체의 공급을 속행하여 라이너의 냉각 공정을 진행시키고, 보압 한도 시간 후 또는 금형 온도가 Tg 이하로 되었을 때 수지의 보압을 해제하며, 라이너 온도 TM= Tg-5℃~Tg-15℃에 도달 후, 저온 열매체의 라이너로의 공급을 정지하는 동시에 열매체 출구를 폐쇄함으로써 라이너내에 저온 열매체를 봉입하고, 서냉을 실행하여 라이너 온도가 성형품의 열변형 온도(TL) 이하로 되었을 때, 금형 개방하여 성형품을 취출한 후, 중온 열매체로 전환하고, 열매체 출구를 개방하여 라이너로부터 저온 열매체를 배출하며, 충전 공정을 개시하는 라이너 온도(TH)를 향해 승온하는 것을 특징으로 한다.

(5) 제 5 수단의 열가소성 수지 시트는 상기 제 1 금형을 이용하여, 상기 제 4 수단에 기재하는 사출 성형 방법으로 제조된 금형 캐비티면상의 프리즘의 평균 높이에 대한 성형품면상의 프리즘의 평균 높이가 90% 이상 전사되어 있는 것을 특징으로 한다.

(6) 제 6 수단의 금형 온도 조정 방법은 상기 제 3 수단의 금형 온도 조정 장치를 이용하여, 상기 제 4 수단의 사출 성형 방법에 의한 성형 공정의 실측 금형 라이너 온도를 사출 공정 1사이클마다 사출 성형기의 표시 수단의 화면에 표시하고, 사출 성형기에 의한 수지의 성형 조건이 최적으로 되고, 성형 사이클의 시간이 최단으로 되도록, 중온 열매체 온도(THW),저온 열매체 온도(TLW), 충전 개시 금형 라이너 온도(TH) 및 저온 열매체의 공급정지 온도(TM), 금형 개방 개시의 라이너 온도(TL)의 설정값을 조정하며, 사출 공정시 금형 라이너 온도를 감시하도록 한 것을 특징으로 한다.

(7) 제 7 수단의 사출 성형기는 상기 제 3 수단의 금형 온도 조정 장치를 갖는 사출 성형기에 구비된 사출 충전 공정 조건의 설정 화면과, 상기 금형 온도 조정 장치의 표시 수단의 화면이 동일 화면상에서 전환 표시 가능한 것을 특징으로 한다.

(8) 제 8 수단의 금형은 상기 제 1 또는 제 2 수단의 금형에 있어서, 캐비티 표면으로부터 열매체 통로의 중심까지의 거리(c)가 라이너 두께(t)에 대하여, c/t≥0.58, 열매체 통로의 간격 피치(p)에 대하여 p/c≤1.1로 되는 것을 특징으로 한다.

(9) 제 9 수단의 금형은 상기 제 1, 제 2 또는 제 8 수단의 금형에 있어서, 열매체 통로가 매니폴드와 통하는 위치에서 열매체 통로의 내경을 d로 했을 때, 열매체 통로의 폐색 단부까지의 깊이(f)는 매니폴드와의 연통 구멍 가장자리로부터 3d 이하인 것을 특징으로 한다.

(10) 제 10 수단의 금형은 상기 제 1, 제 2, 제 8 또는 제 9 수단의 금형에 있어서, 라이너의 열매체 통로와 용융 수지용 게이트 부시 핀이 간섭하는 위치에 해당하는 게이트 부시 핀 측면에 홈을 설치하여 열매체 통로에 협착부가 발생하지 않도록 한 것을 특징으로 한다.

(11) 제 11 수단의 금형은 상기 제 1, 제 2, 제 8 또는 제 9 수단의 금형에 있어서, 라이너의 열매체 통로와 용융 수지용 게이트 부시 핀이 간섭하는 위치에 해당하는 게이트 부시 핀 측면에 중심축에 대하여 동심원 형상의 홈을 설치하여 게이트 부시 핀을 우회하는 열매체 우회로를 형성하도록 한 것을 특징으로 한다.

(12) 제 12 수단의 금형은 상기 제 1, 제 2, 제 8 또는 제 9 수단의 금형에 있어서, 라이너의 열매체 통로와 용융 수지용 게이트 부시 핀이 간섭하는 위치에 해당하는 게이트 부시 핀이 감합하는 라이너를 관통하는 라이너 구멍의 내측면에 중심축에 대하여 동심원 형상의 홈을 설치하여 게이트 부시 핀을 우회하는 열매체 우회로를 형성하도록 한 것을 특징으로 한다.

(13) 제 13 수단의 금형은 상기 제 1, 제 2, 제 8 또는 제 9 수단의 금형에 있어서, 라이너의 열매체 통로와 용융 수지용 게이트 부시 핀이 간섭하는 위치에 해당하는 게이트 부시 핀 측면에 중심축에 대하여 동심원 형상의 홈을 설치하는 동시에, 상기 게이트 부시 핀이 감합하는 라이너를 관통하는 라이너 구멍의 내측면에도 중심축에 대하여 동심원 형상의 홈을 설치하여, 상기 게이트 부시 핀과 상기 라이너 구멍을 감합했을 때에 양자의 홈이 게이트 부시 핀을 우회하는 열매체 우회로를 형성하도록 한 것을 특징으로 한다.

(14) 제 14 수단의 금형은 상기 제 1, 제 2, 제 8 또는 제 9 수단의 금형에 있어서, 라이너의 열매체 통로와 용융 수지용 게이트 부시 핀이 간섭하는 위치에 해당하는 게이트 부시 핀 측면을 대직경과 소직경의 상이한 외경으로 단차를 형성하고, 상기 게이트 부시 핀이 감합하는 라이너를 관통하는 라이너 구멍의 내측면에도 대응하는 대직경과 소직경의 상이한 내경으로 단차를 형성하며, 상기 게이트 부시 핀과 상기 라이너 구멍을 감합했을 때에 양자의 단차의 위치의 차이에 의해 주위 공간이 형성되고, 상기 공간이 게이트 부시 핀을 우회하는 열매체 우회로를 형성하도록 한 것을 특징으로 한다.

(15) 제 15 수단의 금형은 상기 제 11, 제 12, 제 13 또는 제 14 수단의 금형에 있어서, 라이너의 열매체 통로와 용융 수지용 게이트 부시 핀이 간섭하는 위치에 배치된 게이트 부시 핀의 상류측 근방 및 하류측 근방의 라이너를 관통하는 열매체 통로에는, 상기 열매체 통로를 횡단 연통하는 횡단 열매체 통로가 설치된 것을 특징으로 한다.

(16) 제 16 수단의 금형은 상기 제 1, 제 2, 제 8 또는 제 9 수단의 금형에 있어서, 라이너의 열매체 통로와 용융 수지용 게이트 부시 핀이 간섭하는 위치에 해당하는 게이트 부시 핀 측면에 중심축에 대하여 상기 열매체 통로의 방향에서 서로 대향하는 위치에 상기 열매체 통로와 대략 직교하는 방향의 홈을 설치하는 동시에, 상기 홈에 대략 직교하여 게이트 부시 핀을 관통하고 상기 대향하는 위치의 홈을 연통하는 열매체 연통로를 설치하여 게이트 부시 핀을 우회하는 열매체 우회로를 형성하도록 한 것을 특징으로 한다.

청구항 1에 관한 발명은 성형기의 금형에 상기 제 1 수단을 채용하고, 금형의 모형과의 사이에 단열판을 삽입하여 라이너를 설치하며, 그 라이너에는 캐비티면으로부터 약간 떨어져서 복수의 열매체 통로가 개방되어 있고, 열전도율이 양호하다고는 할 수 없는 금속으로 이루어지는 라이너이기 때문에, 고온의 용융 수지의 열량이 라이너에 전달될 때, 라이너나 라이너의 열매체 통로 내부를 흐르는 열매체에 바로 그 열량이 흡수되지 않고, 또한 열량이 라이너로부터 모형으로 이동하지 않으며, 열이 라이너 전체에 불균형 없이 확산되면서, 라이너의 온도를 유리 전이점 온도보다 조금 높은 적온으로 상승시키기 때문에, 라이너의 캐비티면에 새겨진 모양을 성형품으로 용이하게 전사할 수 있다(실시예 1, 실시예 2 참조).

청구항 2에 관한 발명은 금형에 상기 제 2 수단을 채용하고 있기 때문에, 라이너의 재질은 보편적인 스테인리스로, 단열재도 보편적인 내열 복합재이며, 입수 용이하고 고가가 아니다.

청구항 3에 관한 발명은 상기 제 3 수단의 금형 온도 조정 장치로, 상기 제1, 제 2 수단의 금형 라이너 온도를 최적 제어하여, 성형품에 세밀한 요철 모양의 전사와 성형품의 생산성에 바람직한 구성으로 되어 있다.

청구항 4에 관한 발명은 상기 제 4 수단의 사출 성형 방법으로, 라이너 온도를 성형품 수지의 유리 전이점 온도보다 약간 낮은 온도에 있어서 용융 수지를 사출하고, 동시에 열매체를 라이너내에 봉입하며, 보압 공정으로 옮겨 수지로부터의 방열로 라이너가 수지의 유리 전이점 온도보다 조금 높은 온도를 유지하고, 성형품에 세밀한 요철 모양을 전사하는데 최적의 온도 조건(라이너 위치의 상이함에 따른 온도 불균형을 회피할 수 있다)을 갖출 수 있으며, 또한 냉각 공정에서는 저온 매체를 공급하여 금형의 라이너를 냉각하고, 그 냉각 도중에 저온 열매체를 라이너내에 봉입하여 냉각을 서서히 진행시키며, 성형품의 열변형 온도 이하의 온도로 금형 개방, 성형품 취출을 실행하기 때문에, 중온 열매체, 저온 열매체의 열에너지 손실이 적다(실시예 1, 실시예 2, 실시예 4 참조).

청구항 5에 관한 발명은 상기 제 5 수단의 열가소성 수지 시트이지만, 상기 제 3 수단의 장치를 사용하고, 상기 제 4 수단의 사출 성형 방법을 이용하고 있기 때문에, 전사 정밀도가 높은 성형품이 생산성 양호하게 얻어진다(실시예 1, 실시예 2 참조).

청구항 6에 관한 발명은 상기 제 6 수단의 금형 온도 조정 방법에 있어서, 사출 성형기의 화상 표시 수단에, 성형 공정에 병행하여 각각의 온도 조건을 표시함으로써, 각 공정에서의 라이너의 온도 설정과 감시가 용이하다.

청구항 7에 관한 발명은 상기 제 7 수단의 사출 성형기의 화상 표시 수단에, 사출 충전 공정 조건의 설정 화면과 금형 온도 조정 장치의 표시 수단의 화면이 동일 화면상에서 전환 표시 가능하고, 사용하기 편리하다.

청구항 8에 관한 발명은 상기 제 8 수단의 금형 라이너의 캐비티면에 온도 불균형이 없도록 하는 열매체 통로의 최적 위치를 나타낸 것이다(실시예 3 참조).

청구항 9에 관한 발명은 상기 제 9 수단의 금형이고, 상기 제 1, 제 2 또는 제 8 수단의 금형에 있어서, 열매체 통로의 폐색 단부까지의 깊이를 열매체의 흐름이 정체되지 않는 깊이로 함으로써, 열매체로부터의 열전도의 불균일을 회피하고, 라이너의 온도 불균형을 없애는 효과가 있다.

청구항 10에 관한 발명은 상기 제 10 수단의 금형으로, 상기 제 1, 제 2, 제 8 또는 제 9 수단의 금형에 있어서, 라이너의 열매체 통로의 피치가 좁을 때라도, 열매체 통로에 협착부를 없앨 수 있고, 열매체의 흐름이 원활하고 열전달의 불균형을 없애며, 라이너의 캐비티면의 온도 균일화에 효과가 있다.

청구항 11에 관한 발명은 상기 제 11 수단의 금형으로, 상기 제 1, 제 2, 제 8 또한 제 9 수단의 금형에 있어서, 라이너의 열매체 통로와 용융 수지용 게이트 부시 핀이 간섭하는 위치에 해당하는 게이트 부시 핀 측면에 중심축에 대하여 동심원 형상의 홈을 설치하여 게이트 부시 핀을 우회하는 열매체 우회로를 형성하도록 하고 있다.

이를 위해, 청구항 1, 청구항 2, 청구항 8 또는 청구항 9의 효과에 부가하여, 게이트 부시 핀에 있어서, 핫 러너의 노즐에 밸브 기능을 구비한 밸브 게이트가 부착된 다이렉트 게이트를 구성하는 게이트 부시 핀은 구조상 두터운 직경으로 되지 않을 수 없고, 열매체 통로의 피치가 좁은 라이너에 밸브 게이트가 부착된 다이렉트 게이트를 구성하는 게이트 부시 핀을 이용하는 경우, 양자가 간섭하여 게이트 부시 핀이 열매체 통로에 방해가 되지만, 열매체 통로의 우회로를 설치하여 라이너의 열매체 통로에 미치는 영향, 즉 게이트 부시 핀에 의한 열매체 통로의 관로 저항의 증대를 저감함으로써 열매체 통로의 유량 편차를 저감하며, 라이너의 온도 균일성을 유지하는 효과가 있다(이상은 청구항 11 내지 청구항 16의 공통 효과).

그리고 특히, 게이트 부시 핀과 홈의 접촉 면적이 크기 때문에, 게이트 부시 핀에 대한 온도 조정 효과가 증대하는 동시에 부착 방향을 임의로 할 수 있는 효과가 있다.

청구항 12에 관한 발명은 상기 제 12 수단의 금형으로, 상기 제 1, 제 2, 제 8 또는 제 9 수단의 금형에 있어서, 청구항 1, 청구항 2, 청구항 8 또는 청구항 9의 효과에 부가하여, 게이트 부시 핀에 있어서, 상기 공통 효과 외에, 특히 게이트 부시 핀 직경을 저감할 수 있는 동시에 부착 방향을 임의로 할 수 있는 효과가 있다.

청구항 13에 관한 발명은 상기 제 13 수단의 금형으로, 상기 제 1, 제 2, 제 8 또는 제 9 수단의 금형에 있어서, 청구항 1, 청구항 2, 청구항 8 또는 청구항 9의 효과에 부가하여, 게이트 부시 핀에 있어서, 상기 공통 효과 외에, 특히 열매체 우회로의 단면적을 넓게 할 수 있기 때문에 우회 저항을 줄이고, 라이너의 온도 균일성을 향상시키는 동시에 부착 방향을 임의로 할 수 있는 효과가 있다.

청구항 14에 관한 발명은 상기 제 14 수단의 금형으로, 상기 제 1, 제 2, 제 8 또는 제 9 수단의 금형에 있어서, 청구항 1, 청구항 2, 청구항 8 또는 청구항 9의 효과에 부가하여, 게이트 부시 핀에 있어서, 상기 공통 효과 외에, 특히 열매체 우회로의 단면적을 넓게 할 수 있기 때문에 우회 저항을 줄이고, 라이너의 온도 균일성을 향상시키며, 또한 열매체 우회로의 가공이 용이하게 되는 동시에 부착 방향을 임의로 할 수 있는 효과가 있다.

청구항 15에 관한 발명은 상기 제 15 수단의 금형으로, 상기 제 11, 제 12, 제 13 또는 제 14 수단의 금형에 있어서, 청구항 11, 청구항 12, 청구항 13 또는 청구항 14의 효과에 부가하여, 게이트 부시 핀에 있어서, 특히 열 매체 우회로의 단면적을 넓게 할 수 있기 때문에 우회 저항을 줄이고, 라이너의 온도 균일성을 향상시킨다. 또한 우회로의 가공이 용이하게 되는 동시에 부착 방향을 임의로 할 수 있는 효과가 있다.

청구항 16에 관한 발명은 상기 제 16 수단의 금형으로, 상기 제 1, 제 2, 제 8 또는 제 9 수단의 금형에 있어서, 청구항 1, 청구항 2, 청구항 8 또는 청구항 9의 효과에 부가하여, 게이트 부시 핀에 있어서, 상기 공통 효과 외에, 특히 게이트 부시 핀에 있어서의 매니폴드로 되는 홈의 공간을 넓게 할 수 있기 때문에 유량 분포개선의 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예의 고정측 금형과 가동측 금형 각각에 금형 라이너를 설치한 측면 단면도와 성형품을 도시하는 측면 단면도,
도 2는 도 1의 성형품의 C부 확대도,
도 3은 고정측 금형의 라이너 단체를 캐비티측에서 본 정면도,
도 4는 도 3의 A-A 단면을 90도 우회전(시계 방향)한 단면도,
도 5는 도 3의 B-B 단면을 90도 우회전(시계 방향)한 단면도,
도 6은 도 1의 금형을 설치한 사출 성형기와 금형 온도 조정 장치를 도시하는 모식도,
도 7은 본 발명의 금형 온도 제어 방법에서의 각 온도 조정 공정의 라이너 온도를 설정 지시하기 위한 표시 화면,
도 8은 도 6의 사출 성형기와 금형 온도 조정 장치를 제어하는 제어 계통을 나타내는 블록도,
도 9는 열매체 통로의 단부에 있어서의 열매체의 진입 흐름을 도시하는 도 3의 D-D 단면에 대응하는 도면,
도 10은 열매체 통로의 단부에 있어서의 열매체의 배출 흐름을 도시하는 도 3의 D-D 단면에 대응하는 도면,
도 11은 (a) 용융 수지 사출 직후 및 (b) 용융 수지 사출 수초 후의 라이너의 온도 변화를 설명하는 단면도,
도 12는 본 발명의 금형 온도 제어 방법에 따라서 제어된 실시예를 도시하는 금형의 고정측 라이너와 가동측 라이너의 온도 곡선의 표시 화면,
도 13은 개량된 게이트 부시 핀의 제 1 실시형태를 도시하고, (a)는 게이트 부시 핀의 평면도, (b)는 (a) 중 EE 화살 표시 단면도,
도 14는 개량된 게이트 부시 핀의 제 2 실시형태를 도시하고, (a)는 게이트 부시 핀의 평면도, (b)는 (a) 중 FF 화살 표시 단면도,
도 15는 개량된 게이트 부시 핀의 제 3 실시형태를 도시하고, (a)는 게이트 부시 핀의 평면도, (b)는 (a) 중 GG 화살 표시 단면도,
도 16은 개량된 게이트 부시 핀의 제 4 실시형태를 도시하고, (a)는 게이트 부시 핀의 평면도, (b)는 (a) 중 HH 화살 표시 단면도,
도 17은 개량된 게이트 부시 핀의 제 5 실시형태를 도시하고, (a)는 게이트 부시 핀의 평면도, (b)는 (a) 중 II 화살 표시 단면도,
도 18은 개량된 게이트 부시 핀의 제 6 실시형태를 도시하고, (a)는 게이트 부시 핀의 평면도, (b)는 (a) 중 JJ 화살 표시 단면도, (c)는 (a) 중 K-K 화살 표시 단면도.

실 시 예

본 발명의 금형 라이너의 구성과, 이 라이너를 구비한 금형(라이너) 온도 조정 장치 및 금형(라이너) 온도 조정방법의 실시형태는, 사출 성형기의 성형 공정 중에 고정측 금형의 라이너, 가동측 금형의 라이너 모두 열매체에 물을 사용한 예 이며, 이하 도면에 기초하여 설명한다.

도 1은 고정측 금형과 가동측 금형 각각에 금형 라이너를 설치한 측면 단면도와 성형품을 도시하는 측면 단면도이며, 도 2는 도 1의 성형품의 C부 확대도이며, 도 3은 고정측 금형의 라이너 단체를 캐비티측에서 본 정면도이며, 도 4는 도 3의 A-A 단면을 90도 우회전(시계 방향)한 단면도이며, 도 5는 도 3의 B-B 단면을 90도 우회전(시계 방향)한 단면도이며, 도 6은 도 1의 금형을 설치한 사출 성형기와 금형 온도 조정 장치를 도시하는 모식도이다.

도 7은 본 발명의 금형 온도 제어 방법에 있어서 각 성형 공정에서의 라이너(48, 58)의 온도 설정값의 표시 화면예이며, 도 8은 도 6의 사출 성형기와 금형 온도 조정 장치를 제어하는 제어 계통을 도시하는 블록도이며, 도 9는 열매체 통로의 단부에서의 열매체의 배출 흐름을 도시하는 도 3의 D-D 단면에 대응하는 도면이며, 도 10은 열매체 통로의 단부에서의 열매체의 배출 흐름을 도시하는 도 3의 D-D 단면에 대응하는 도면이며, 도 11은 용융 수지 사출 직후와 용융 수지 사출 수초 후의 라이너의 온도 변화를 설명하는 단면도이며, 도 12는 고정측 라이너와 가동측 라이너의 온도를 실측하여, 그 온도 곡선을 병행 표시한 화면예이다.

또한, 도 13 내지 도 18은 본 발명에 관한 개량된 게이트 부시 핀의 설명도이다.

금형과 라이너의 구성과 작용을 도 1 내지 도 5 및 도 9 내지 도 12를 이용하여 설명한다. 도 1은 고정측 금형과 가동측 금형이 금형 개방의 위치로부터 떨어져 있고, 사이에 성형품(50)이 놓여진 상태에서 상방에서 본 수평 단면을 도시한 것이다. 도면부호(48)는 고정측 금형의 모형(4)에 설치된 라이너("코어 플레이트"라고도 함)이고, 도면부호(58)는 고정측 금형의 모형(5)에 설치된 라이너이다.

고정측의 라이너(48)는 그 4단 가장자리를 4개의 가압 부재(42)에 의해 가압해서 모형(4)에 고정되기 때문에, 가열 냉각을 반복함으로써 라이너(48)의 길이와 폭이 신축되어도 가압부에서 벗어나는 변형을 회피할 수 있다.

가동측의 라이너(58)도 마찬가지로 그 4단 가장자리를 4개의 가압 부재(43)에 의해 가압해서 모형(5)에 고정되기 때문에, 가열 냉각의 반복에 의한 라이너(58)의 신축에 대응하여 가압부에서 벗어날 수 있다.

라이너(48), 라이너(58) 모두 모형내에 설치되었을 때의 개방측이 캐비티의 양면으로 되고, 고정측의 라이너(48)의 4단 가장자리를 가압하는 4개의 가압 부재(42)의 돌출부가 캐비티의 단부를 형성한다. 라이너(48), 라이너(58) 모두 열전도율이 20~40W/(m·K)의 금속 재료(예컨대, 스테인리스강)로 이루어지고, 캐비티면으로부터 일정 거리 위치에 평행하게 동등한 피치로 복수의 열매체 통로("온도 조정 배관"이라고도 함)(48a, 58a)가 천공되어 있는 두께 15~30㎜의 직사각형 판형상이다. 모형(4)과 라이너(48)의 사이, 모형(5)과 라이너(58)의 사이에는 열전도율이 5W/(m·K) 이하인 단열판(38, 39)(재질은, 예컨대 유리 섬유 보강의 내열성 수지 또는 세라믹)이 각각 삽입되어 있다. 라이너(48, 58)의 재질은 보편적인 스테인리스로, 단열판(38, 39)도 보편적인 내열 복합재이며, 모두 입수 용이하고 고가가 아니다.

라이너(48) 또는 라이너(58)의 캐비티측 전체면에, 도 2에 도시하는 바와 같이 피치 b=20~100㎛, 높이 h=10~100㎛인 프리즘 등의 세밀한 요철 모양이 형성되어 있다. 모형(4)에 라이너(48)가, 모형(5)에 라이너(58)가 설치되어 금형 클램핑(mold clamping)되고, 용융 수지가 충전되면, 대각 치수가 17인치 이상인(두께 3㎜ 이하임) 얇은 시트 형상의 직사각형 성형품(50), 즉 액정 디스플레이 등에 사용되는 도광판 혹은 확산판이 성형된다. 프리즘 등의 세밀한 요철 모양은, 전술한 바와 같이 라이너 표면에 직접 형성할 뿐만 아니라, 금속 박판상에 요철모양을 형성하여, 그 금속 박판을 캐비티측으로 모양이 나오도록 라이너(48) 또는 라이너(58)의 표면에 접하여 설치할 수도 있다. 성형품(50)의 일측면에는 라이너(48) 또는 라이너(58)의 요철 모양이 전사되고, 금형 캐비티면상의 프리즘의 평균 높이에 대한 성형품면상의 프리즘의 평균 높이가 90% 이상 전사되어 있을 필요가 있는 성형 정밀도로 되어 있다.

라이너(48), 라이너(58) 모두 양단의 역캐비티측에 한쌍의 매니폴드(49, 49)가 설치되고, 라이너(48, 58)의 열 매체 통로(48a, 58a)로 통하도록 설치되며, 또한 도 4에 도시하는 바와 같이 열매체 통로(48a, 58a)는 캐비티 표면으로부터 열매체 통로(48a, 58a)의 중심까지의 거리(c)가 라이너 두께(t)에 대하여, c/t≥0.58, 열매체 통로(48a, 58a)의 간격 피치(p)에 대하여 p/c≤1.1로 되도록 천공되어 있다.

라이너(48, 58)의 역캐비티측면의 양단에, 열매체 통로(48a, 58a)로 열매체(열수, 냉수)를 공급하는 공급측의 매니폴드(49)와 배출측의 매니폴드(49)가 고정 설치되어 있다. 공급측의 매니폴드(49)의 입구와, 배출측의 매니폴드(49)의 출구를 동일 측으로 하며(도 3의 화살 표시로 도시한 바와 같이, 열매체가 공급되는 방향과 배출되는 방향은 역으로 됨), 열매체 통로(48a, 58a)는 각각 2개마다 연결 구멍(48b, 58b)으로 연통되고, 연결 구멍(48b, 58b)은 매니폴드(49)의 연통 구멍(49a)과 시일 패킹(seal packing)(59)으로 액체 밀봉되어 연통 접속하고 있다. 라이너의 열매체 통로의 피치가 좁으면, 각각의 열매체 통로 출입구와 매니폴드를 밀봉하는 시일 링(seal ring)을 감입할 여지가 없지만, 상기와 같이 2개의 열매체 통로를 하나의 매니폴드의 구멍과 시일 링으로 연결하도록 함으로써, 열매체 통로의 피치를 좁히는 것이 가능해졌다.

도 9 및 도 10에 도시하는 바와 같이 라이너(48, 58)의 열매체 통로(48a, 58a)와 매니폴드(49)가 연통하는 위치에 있어서, 열매체 통로(48a, 58a)의 내경을 d로 했을 때, 연결 구멍(48b)의 가장자리로부터 열매체 통로(48a, 58a)의 폐색 단부까지의 깊이(f)는, 화살표 머리의 흐름선으로 도시한 바와 같이, f≤3d로 함으로써, 열매체의 흐름이 들어가는 측(도 9), 나가는 측(도 10) 모두 반류가 본류에 양호하게 합류하여 정체되지 않기 때문에, 라이너(48, 58)의 온도 분포의 균일화를 유지할 수 있다.

도 5에 도시하는 바와 같이, 고정측의 라이너(48)에는, 고정측 금형의 모형(4)에 설치된 핫 러너(14)를 통해 이송된 용융 수지가 통과하기 위한 복수의 게이트 부시 핀(68)이 내장되어 있지만, 라이너(48)에 천공된 열매체 통로(48a)는 수량이 많고 통로 간격이 좁기 때문에, 내장되어 있는 게이트 부시 핀(68)과 동 통로(48a)가 간섭할 가능성이 있다. 이 부분의 열매체 통로(48a)의 간격을 확장하거나 게이트 부시 핀(68)에 의한 동 통로(48a)에 협착부를 허용하는 것은, 라이너(48)의 온도 분포의 균일화를 혼란시킬 우려가 있기 때문에, 게이트 부시 핀(68) 측면에 홈(68a)을 설치하여 열매체 통로(48a)의 간격 피치를 확대하지 않고 협착부를 회피하도록 하고 있다.

도 6에 의해 사출 성형기(1)의 금형 클램핑 장치와 사출 유닛(10)과 금형 온도 조정 장치(30)의 구성에 대하여 설명한다. 우선, 금형 클램핑 장치의 구성을 설명한다. 베이스(18)에 고정 다이 플레이트(2)가 고정 설치되고, 고정 다이 플레이트(2)에 라이너(48)를 구비한 고정측 금형의 모형(4)이 설치되며, 모형(4)에 대향하는 라이너(58)를 구비한 가동측 금형의 모형(5)은 베이스(18)에 부설된 가이드 레일(19)로 안내되고, 리니어 베어링을 거쳐 고정 다이 플레이트(2)에 대향하여 이동하는 가동 다이 플레이트(3)에 설치되어 있다. 가동 다이 플레이트(3)의 이동(금형 개폐 이동)에는 유압 구동의 유압 실린더(22)가 이용된다. 또한 유압 구동을 대신하여 전동 볼나사 등을 채용할 수도 있다.

고정 다이 플레이트(2)에 내장하는 복수의 금형 클램핑 실린더(2a)내에서 슬라이딩하는 램(16)에 직결하고, 일단부에 나사 홈을 갖는 복수의 지지봉(tie bar)(15)이 가동 다이 플레이트(3)의 관통 구멍을 관통하며, 가동 다이 플레이트(3)의 역금형측에 설치된 복수의 절반 분할 너트(17)가 지지봉(15)의 나사 홈(15a)에 계합하여 지지봉(15)의 인장 방향을 고정 구속한다. 유압 전환 밸브(21)는 사출 성형기 제어 장치(20)의 지령에 따라 유압 실린더(22), 금형 클램핑 실린더(2a)의 구동 등의 유압을 전환하는 역할을 갖고 있다.

고정측 금형의 모형(4)의 라이너(48)의 열매체 통로(48a) 및 가동측 금형의 모형(5)의 라이너(58)의 열매체 통로(58a)는 금형 온도 조정 장치(30)의 열매체의 출구, 입구에 연결되어 있다. 열을 빠르게 전달하여 금형 캐비티면을 급속히 가열 냉각하기 위해, 열매체의 전환 밸브는 라이너(48, 58)에 가능한 한 근접한 위치에 배치되어 있다. 라이너(48)의 캐비티면에 접하여, 온도 센서(65)가 설치되고, 라이너(58)도 캐비티면에 접하여, 온도 센서(66)가 설치되어 있다. 각 온도 센서(65, 66)가 검출한 온도의 신호는 사출 성형기 제어 장치(20)의 금형 온도 제어부(45)로 이송되고, 성형 조건에 의해 라이너(48, 58)의 온도를 동일 온도 또는 개별적으로 온도 제어를 한다.

사출 유닛(10)은 전동형이다. 사출 동작시, 고정측 금형의 모형(4)의 수지 입구에 접촉되어 있는 사출 노즐을 구비한 사출 실린더(6)에는, 사출 실린더(6)와 일체의 프레임(6a)이 설치되고, 이 프레임(6a)에 사출 실린더(6)의 중심선 양측에 대칭으로 한쌍의 서보 모터(12, 12)가 설치되며, 서보 모터(12, 12)의 출력축에 볼나사축(8, 8)이 직결된다. 사출 스크류(7)는 이동 프레임(27)에 축방향이 구속되고, 회전 방향은 자유롭게 설치되며, 이동 프레임(27)의 중앙에 고정 설치된 사출 스크류 회전 구동 모터(13)의 출력축에 직결되어 회전 구동되고, 사출 실린더(6)내의 수지의 회전 송출과 가소화를 실행한다.

이동 프레임(27)에 대칭으로 한쌍의 볼나사 너트(9, 9)가 설치되고, 이 볼나사 너트(9, 9)에 볼나사축(8, 8)이 나사 결합되어 있다. 한쌍의 서보 모터(12, 12)가 동기 회전 구동됨으로써, 사출 스크류(7)는 사출 실린더(6)안을 축방향으로 전후진하여 수지의 사출 동작을 실행한다.

사출 유닛(10)은 고정측 금형의 모형(4)과 가동측 금형의 모형(5)이 금형 클램핑되고, 라이너(48)와 라이너(58)에 의해 형성된 캐비티 안으로 용융 수지를 사출한다. 성형품이 냉각 고화된 후에는, 가동측 금형의 모형(5)은 고정측 금형의 모형(4)과의 금형 클랭핑 결합을 해제하고, 이동용 유압 실린더(22)의 작동에 의해 고정측 금형의 모형(4)으로부터 떨어져서 성형품을 취출하도록 되어 있다.

사출 성형기 제어 장치(20)는 성형 공정의 프로그램에 따라서, 유압 전환 밸브(21)를 전환하여 사출 성형기(1)의 각 공정을 담당하는 각각의 유압 실린더에 작동유를 보내고, 사출 유닛(10)의 사출 구동용 서보 모터(12, 12)에 전류를 보내어 사출 스크류(7)를 전후진시키며, 사출 스크류(7)의 사출 스크 류회전 구동 모터(13)에 전류를 보내어 수지의 가소화를 지시한다.

금형 온도 조정 장치(30)에 대하여 설명한다. 저온수 탱크(23)는 저온수를 설정 저온으로 조정하는 냉매가 순환하는 열매체 배관을 내장하는 열교환기이다. 저온수 탱크(23)에 설치된 저온수 온도 센서(63)가 동 탱크(23)내의 수온을 검출하고, 그 검출값의 신호를 받은 금형 온도 제어부(45)가 냉매량을 제어하여 수온을 설정 온도로 유지한다. 저온수 탱크(23)에 결합된 송출측 배관(31a)과 저온수 배관(31b)의 사이에는 저온수 펌프(26)가 설치되고, 저온수 배관(31b)과 배관(31c)의 사이에는 저온수 펌프(29)가 설치되며, 배관(31c)과 공급 배관(31e)의 사이에는 개폐 밸브(52)가 설치되고, 공급 배관(31e)은 라이너(48)의 열매체 통로(48a)의 매니폴드(49)에 연결되어 있다.

또한, 배관(31c)과 열매체 통로(58a)의 매니폴드(49)에 연결되는 공급 배관(32)의 사이에는 개폐 밸브(56)가 설치되어 있다. 라이너(48)로부터의 복귀측 배관(35a)과 라이너(58)로부터의 복귀측 배관(33)은 직접 합류하여 배관(35c)에 연결되며, 배관(35c)과 저온수 탱크(23)에 결합하는 배관의 사이에 개폐 밸브(55), 배관(35c)과 중온수 탱크(24)에 결합하는 배관(35b)의 사이에 개폐 밸브(54)가 설치되어 있다.

중온수 탱크(24)는 중온수를 설정 중온으로 조정하는 열매체가 순환하는 열매체 배관을 내장한 열교환기이고, 중온수의 온도를 검출하는 중온수 온도 센서(64)가 설치되어 있다. 이 중온수 온도 센서(64)가 중온수 탱크(24)내의 수온을 검출하고, 그 검출값의 신호를 받은 금형 온도 제어부(45)가, 중온수 탱크(24)의 열매체 배관을 통과하는 열매량을 제어하여 중온 수온을 설정 온도로 유지한다. 중온수 탱크(24)의 중온수 공급 배관(41)에는 중온수 순환용의 중온수 펌프(28)가 설치되고, 동 배관(41)은 개폐 밸브(57)를 거쳐서 공급 배관(31e)에 연결되며, 라이너(48)의 열매체 통로(48a)의 매니폴드(49)로 통해 있다.

또한, 중온수 공급 배관(41)은 개폐 밸브(53)를 거쳐서, 라이너(58)의 열매체 통로(58a)의 매니폴드(49)에 연결하는 공급 배관(32)에 연결되고, 라이너(58)의 열매체 통로(58a)로부터의 복귀측 배관(33)은 일단 라이너(48)의 열매체 통로(48a) 로부터의 복귀 배관(35a)에 연결되며, 다시 배관(35b, 35c)으로 분기하여, 배관(35b)내의 복귀 배수는 개폐 밸브(54)를 거쳐 중온수 탱크(24)로 복귀되고, 배관(35c)내의 복귀 배수는 개폐 밸브(55)를 거쳐 저온수 탱크(23)로 복귀된다. 개폐 밸브(52, 56)가 폐쇄되고, 개폐 밸브(57, 53)가 개방되어 중온수가 라이너(48, 58)에 공급되었을 때에도, 라이너(48, 58)로부터의 배수는 복귀측 배관(35a, 33)을 거쳐서, 개폐 밸브(54)가 개방되었을 때는 배관(35b)을 거쳐서 중온수 탱크(24)로 복귀되며, 개폐 밸브(55)가 개방되었을 때는 배관(35c)을 거쳐서 저온수 탱크(23)로 복귀된다.

개폐 밸브(52, 56)를 폐쇄하고, 개폐 밸브(53, 57)를 개방하며, 중온수 펌프(28)를 회전시킴으로써 열매체 통로(48a, 58a)로 중온수를 흘려 라이너(48, 58)를 가열할 수 있다. 이 때, 저온수 펌프(26)의 회전을 계속하고, 저온수 배관(31b)을 거쳐서 수압 조정 밸브(61)를 통과시킴으로써 높은 설정 수압을 유지하도록 하면, 연결 배관(36)에 의해 이 수압이 회수 탱크(25)를 거쳐서 중온수 탱크(24)로 전달되기 때문에, 중온수의 포화 증기압을 높이고, 중온수의 온도를 100도 이상으로 조정 유지할 수 있다.

또한, 중온수를 열매체 통로(48a, 58a)로 전달한 상태에서, 개폐 밸브(53, 57)를 폐쇄하고, 중온수 펌프(28)를 정지시켜서, 중온수를 라이너(48, 58)내로 봉입하여 자연 서냉할 수 있다. 이 때, 개폐 밸브(52, 56)를 개방함으로써 라이너(48, 58)의 열매체 통로(48a, 58a)로 저온수를 환류하여 냉각할 수 있다.

배관(44)에 의해 중온수 탱크(24)와 연결되어 있는 열회수 탱크(25)는, 라이너(48, 58)의 열매체 통로(48a, 58a)의 용적과 중온수의 공급 배관(41), 공급 배관(41)과의 연결부 이후의 공급 배관(31e, 32), 복귀측 배관(33, 35a), 중온수측에 분기된 배관(35b)의 관내 용적의 합계보다 많은 용적을 갖고 있어, 상부에 중온수 탱크(24)로 연결하는 배관(44)으로부터의 입구를 갖고, 하부에 저온수 탱크(23)로 통하는 연결 배관(36)과 결합하는 저온수 입구를 가지며, 탱크내에 수용된 중온수와 저온수의 혼합을 억제하는 수단을 구비한 세로 원통형의 중온수와 저온수의 밸런스 탱크이다.

라이너(48, 58)의 열매체 통로(48a, 58a)의 열매체를 중온수로부터 저온수로 전환할 때, 개폐 밸브(55)는 폐쇄된 상태에서, 개폐 밸브(54)는 개방하여 중온수를 중온수 탱크(24)로 회수하고, 라이너(48, 58)의 캐비티면에 설치되어 있는 온도 센서(65, 66)에 의해 열매체의 교체 상태를 감시하며, 열매체 통로(48a, 58a)내의 중온수가 저온수로 교체되었을 때를 온도 센서(65, 66)가 검지했을 때, 개폐 밸브(55)를 개방하고, 개폐 밸브(54)를 폐쇄하며, 중온수의 회수를 정지시키고, 저온수를 환류한다. 중온수 탱크(24)로 회수된 중온수의 누설량은 회수 탱크(25)로 이송되고, 그 회수 탱크(25)로 이송된 양의 저온수가 회수 탱크(25)로부터 수압 조정 밸브(61)를 통해 저온수 탱크(23)로 복귀된다.

도 6에 도시하는 바와 같이, 금형 온도 조정 장치(30)내의 개폐 밸브(52 내지 57)의 개폐는, 사출 성형기 제어장치(20)에 내장하여 성형기 제어와 연계하는 금형 온도 제어부(45)에 의해 제어된다. 또한, 도 8의 제어 계통을 도시하는 블록도에는, 부품의 블록이 접하고 있는 것 및 2개선으로 연결하고 있는 것은, 기계적으로 내장 또는 접촉하고 있는 것을 나타내고, 두꺼운 선은 열매체 배관에 의해 결합하는 것을 나타내며, 가는 선은 전기 신호선 및 동력 전류 배선을 나타내고 있다. 또한, 도 8의 부품의 블록내에 표시하는 명칭은, 기능적으로 표현하고 있기 때문에, 상술한 명칭과 완전히 일치하지 않는 개소가 포함된다.

금형 온도 제어부(45)는 제어 처리 유닛(CPU)과 설정값, 실측값, 표시 화상 등을 기억하는 기억 수단, 입출력 회로 등을 내장하고 있다. 또한, 작업자에게 화상이 보이는 위치에, 사출 성형기 제어 장치(20)의 화상 표시수단(화상 패널)(46)이 설치되고, 성형기 제어뿐만 아니라, 화상 전환 조작에 의해 금형 온도 제어부(45)의 제어에 필요한 각 성형 공정에서의 라이너(48, 58)의 온도 설정값, 실측값 등이 표시된다. 화상 표시 수단(46)옆에 열매체 온도의 설정 수단(47)이 설치되어 있다. 도 7은 각 성형 공정에서의 라이너(48, 58)의 온도 설정값의 표시 화면예이며, 또한 도 12는 고정측의 라이너(48)와 가동측의 라이너(58)의 온도를 실측하고, 온도 곡선을 병행 표시한 화면예이다.

라이너(48, 58)의 온도를 각각 검출하는 온도 센서(65, 66)의 검출값은, 금형 온도 제어부(45)에 있어서 각 공정에 세팅된 금형 라이너 온도의 설정값과 비교되고, 라이너 온도가 설정값과 합치되었을 때 사출 성형기 제어 장치(20)에 다음 성형 공정으로의 이동을 지시하며, 또한 금형 온도 조정 장치(30)에 라이너(48, 58)로 보내는 열매체의 변경 혹은 가열 냉각 공정 변경의 타이밍을 정하는 타이머의 세팅을 지시한다.

사출 성형기의 성형 공정과 이에 연계하는 금형 온도 조정 장치(30)의 공정, 작용에 대하여, 이하에 도 6, 도 7 및 도 8을 참조하면서 설명한다. 금형 개방으로부터 금형 클램핑의 공정에 있어서, 금형 온도 조정 장치(30)의 개폐 밸브(53, 57, 54)를 개방, 개폐 밸브(52, 56, 55)를 폐쇄로 하여, 중온수 탱크(24)의 중온수를 라이너(48, 58)로 공급한다. 수지의 유리 전이점 온도를 Tg로 했을 때, 중온수 탱크(24)의 중온수를 Tg와 거의 동일 온도로 조정하여 라이너(48, 58)에 공급하고, 라이너(48, 58)의 온도 센서(65, 66)가 설정 온도 TH=Tg-5℃~Tg-10℃를 검출했을 때, 용융 수지의 충전을 개시한다. 라이너(48, 58)의 온도가 TH에 도달했을 시점에서 개폐 밸브(53, 57, 54)를 폐쇄하고, 중온 열매체의 공급을 정지하며, 열매체 출구를 폐쇄하고, 라이너(48, 58)의 열매체 통로(48a, 58a)에 중온수를 봉입한 상태에서 성형기의 사출 유닛(10)을 사출 동작시켜서 용융 수지를 라이너(48, 58)로 형성된 캐비티내에 충전한다.

라이너(48, 58)의 온도는 충전된 용융 수지의 열량에 따라, 온도 TS=Tg~Tg+10℃까지 승온하고 보압 공정이 개시된다. 중온수의 봉입을 유지하고, 라이너(48, 58)의 온도를 자연스럽게 점차 하강시키며, 보압 개시시로부터 설정된 시간[저온 매체 전환 타이머(S1)로 설정] 후, 개폐 밸브(54)를 개방하고, 개폐 밸브(52, 56)를 개방하며, 저온수를 라이너(48, 58)로 공급하면서 라이너(48, 58)의 열매체 통로(48a, 58a)에 저장되어 있는 중온수와 배관내의 중온수를 배출하여 중온수 탱크(24)로 회수하고, 라이너(48, 58)내와 배관내의 중온수가 회수되었을 때, 개폐 밸브(55)를 개방하며, 개폐 밸브(54)를 폐쇄하여 저온 열매체의 공급을 속행하여 라이너(48, 58)의 냉각 공정을 진행시킨다.

보압 개시시로부터 설정된 시간[보압 공정 한도 타이머(SH)로 설정] 후 또는 라이너(48, 58)의 온도 센서(65, 66)가 라이너 온도가 Tg 이하로 된 것을 검출했을 때, 수지의 보압을 완료한다. 다음에 온도 센서(65, 66)가 라이너(48, 58)의 온도가 저온 열매체 공급 정지, 봉입 개시 온도 TM= Tg-5℃~Tg-15℃에 도달한 것을 검출했을 때, 개폐 밸브(52, 56)를 폐쇄하여 라이너(48, 58)로의 저온수의 공급을 정지하는 동시에, 개폐 밸브(55)를 폐쇄하여 라이너(48, 58)내에 저온수를 봉입하여 서냉을 개시한다. 온도 센서(65, 66)의 검출 온도가 금형 개방의 기점으로 되는 라이너 온도, 즉 열변형 온도(TL) 이하로 되었을 때, 금형 개방하여 성형품을 취출 후, 저온수 봉입 개시 후, 설정된 시간[중온 매체 전환 타이머(S2)로 설정] 후, 개폐 밸브(53, 57)를 개방하여 중온수의 공급으로 전환하고, 라이너(48, 58) 및 공급, 배수 배관으로부터 저온 열매체를 배출하며, 저온수가 거의 회수된 타이밍에서 개폐 밸브(54)를 개방하고, 개폐 밸브(55)를 폐쇄하여 중온수의 공급을 속행하며, 라이너(48, 58)에 다음 충전 성형 사이클을 개시하는 라이너 온도(TH)를 향해서 승온한다.

이와 같이, 라이너(48, 58)의 온도를 성형품 수지의 유리 전이점 온도(Tg)보다 약간 낮은 온도에 있어서 용융수지를 사출하고, 동시에 열매체를 라이너내에 밀봉하며, 보압 공정으로 옮겨 수지로부터의 방열로 라이너가 수지의 유리 전이점 온도보다 조금 높은 온도를 유지하고, 성형품에 세밀한 요철 모양을 전사하는데 최적의 온도조건(라이너의 온도 불균형도 회피할 수 있음)을 갖출 수 있으며, 또한 냉각 공정에서는 저온 매체를 공급하여 라이너를 냉각하고, 그 냉각 도중에 저온 열매체를 라이너내에 봉입하여 냉각을 서서히 진행시키며, 성형품의 열변형 온도 이하의 온도(50~60℃)에서 금형 개방, 성형품 취출을 실행하기 때문에, COP(시클로올레핀 폴리머)수지와 같이 Tg가 100℃로 낮은 것에 대하여, 중온 열매체, 저온 열매체의 열에너지 손실이 적다.

금형의 모형(4, 5) 사이에 단열판(38, 39)을 삽입하여 라이너(48, 58)를 설치하고, 그 라이너(48, 58)에는 캐비티면으로부터 약간 떨어져서 복수의 열매체 통로(48a, 58a)가 개방되어 있으며, 열전도율이 양호하다고는 할 수 없는 금속[열전도율이 20~40W/(m·K)의 스테인리스강]으로 이루어지는 라이너이기 때문에, 고온의 용융 수지로부터 열량이 전달될 때, 열매체 통로(48a, 58a)내를 흐르는 열매체에 바로 그 열량이 흡수되지 않고, 또한 라이너(48, 58)로부터 모형(4, 5)에 열량이 이동하지도 않으며, 라이너(48, 58) 전체에 불균형 없이 확산하면서, 라이너(48, 58)의 온도를 유리 전이점 온도보다 조금 높은 적온으로 상승시키기 때문에, 라이너(48, 58)의 캐비티면에 새겨진 모양을 성형품에 용이하게 전사할 수 있다.

도 11에 열전도율이 20~40W/(m·K)인 스테인리스강제의 라이너가 미리 TH(TH=Tg-5℃~Tg-10℃)로 승온되고, 사출 충전 직후에 용융 수지에 의해 Tg를 초과하여 TS까지 온도가 상승하고 있는 상태를 굵은 선(T1)으로 나타내며, 사출 충전 후 1~2초라도 도 11의 (b)에 굵은 선(T1')으로 나타내는 바와 같이 라이너 온도는 Tg를 유지하고 있고, 라이너의 캐비티면에 형성된 세밀한 패턴 모양을 정밀도 양호하게 전사할 수 있다. 한편, 열전도율이 40~50W/(m·K)인 탄소강제의 라이너의 경우는 가는 선(T2)으로 나타낸 바와 같이, 사출 충전 직후는 용융 수지에 의해 Tg 근처까지 온도가 상승하지만, 용융 수지로부터 부여된 열량은 라이너에 바로 흡수되기 때문에, 캐비티면의 온도는 급속하게 저하하고, 사출 충전 후 1~2초 사이에 캐비티면의 온도(T2')는 T 부근까지 저하하여 정밀도 양호한 전사 범위로부터 벗어나게 되므로, 라이너의 캐비티면에 형성된 세밀한 패턴 모양을 정밀도 양호하게 전사할 수가 없다.

또한, 상술한 바와 같이 핫 러너(14)의 게이트를 구성하는 부품에 게이트 부시 핀(68)이 있다. 게이트 부시 핀(68)은 금형측의 라이너(48)에 설치되어서 핫 러너(14)의 노즐 위치를 결정하는 동시에, 핫 러너(14)의 노즐과 조합함으로써 수지의 캐비티로의 도입로인 게이트를 구성한다.

노즐의 밸브 게이트를 캐비티 표면에 접하여 설치하면, 성형품에 탕구(sprue) 등이 남지 않고, 수지의 수율을 향상시키는 동시에, 가공 공정을 생략할 수 있는 이점이 있지만, 핫 러너(14)의 노즐에 밸브 기능을 구비한 밸브 게이트가 부착된 다이렉트 게이트(14a)를 탕구의 발생을 회피하기 위해서는 캐비티에 근접시킬 필요가 있으며, 그 경우, 구조상 밸브 게이트가 부착된 다이렉트 게이트(14a)에 대응하는 게이트 부시 핀은 도 5에 도시한 게이트 부시 핀(68)보다 대직경으로 될 수밖에 없다.

이 때문에, 열매체 통로(48a)의 피치가 좁은 라이너(48)에, 밸브 게이트가 부착된 다이렉트 게이트에 대응하는 직경이 큰 게이트 부시 핀을 이용하는 경우, 양자가 간섭하기 때문에, 라이너(48)의 온도 분포를 균일화하는 열매체 통로(48a)의 기능을 손상시키지 않고서 어떻게 대직경의 게이트 부시 핀을 이용할지가 문제로 된다.

따라서, 본 발명에 있어서 적용할 수 있는, 밸브 게이트가 부착된 다이렉트 게이트(14a)에 대응하는 개량된 게이트 부시 핀의 실시형태를 이하에 도 13 내지 도 18에 의해 설명한다.

상술한 바와 같이, 라이너(48)에 밸브 게이트가 부착된 다이렉트 게이트에 대응하는 게이트 부시 핀을 이용하는 경우, 양자가 간섭하기 때문에, 게이트 부시 핀이 열매체 통로(48a)에 방해가 되지만, 이하에 개시하는 각 실시형태의 개량된 게이트 부시 핀에 의하면, 공통 효과로서, 성형품에 탕구 등이 남지 않고, 수지의 수율이 향상되는 동시에, 가공후 공정을 생략할 수 있는 이점이 있는 것에 부가하여, 열매체 통로(48a)의 우회로를 설치하여, 라이너의 열매체 통로(48a)에 미치는 영향, 즉 게이트 부시 핀에 의한 열매체 통로(48a)의 관로 저항의 증대를 저감함으로써 열매체 통로(48a)의 유량 편차를 저감하며, 라이너(48)의 온도 균일성을 유지하는 효과가 있다.

개량된 게이트 부시 핀의 제 1 실시형태를 도 13에 도시하며, 도 13의 (a)는 밸브 게이트가 부착된 다이렉트 게이트의 핫 러너를 사용한 경우의 게이트 부시 핀의 평면도, 도 13의 (b)는 도 13의 (a) 중 E-E 화살 표시 단면도이다.

본 실시형태에 있어서는, 라이너(48)의 열매체 통로(48a)와 용융 수지용의 게이트 부시 핀이 간섭하는 위치에 해당하는 게이트 부시 핀(168)의 측면에 중심축(X)에 대하여 동심원 형상의 홈(168a)을 설치하여 게이트 부시핀(168)을 우회하는 열매체 우회로(101)를 형성하고 있다.

라이너(48)의 열매체 통로(48a)의 1피치 이상의 직경을 갖는 게이트 부시 핀(168)에 대하여, 라이너(48)의 두께방향의 열매체 통로(48a) 위치에 상당하는 위치 부근의 게이트 부시 핀(168)의 측면에 홈(168a)을 설치하고 있고, 그 홈(168a)의 단면적을 열매체 통로(48a)의 1배 이상으로 하고 있다.

즉, 라이너(48)에는 온도 조정을 위한 열매체 통로(48a)가 좁은 피치로 대략 병행 설치되어 있고, 게이트 부시핀(168)이 라이너(48)를 관통하는 형태로 설치되어 있다. 게이트 부시 핀(168)의 측면에는 라이너(48)의 열매체 통로(48a)와 게이트 부시 핀(168)이 간섭하는 위치 부근에, 게이트 부시 핀(168)의 중심축(X)에 동심원 형상으로 홈(168a)이 설치되어 있고, 게이트 부시 핀(168)이 라이너(48)에 설치되었을 때에 홈(168a)은 열매체 우회로(101)를 형성한다.

본 실시형태의 게이트 부시 핀(168)에 있어서는, 게이트 부시 핀(168)의 상류의 열매체 통로(48a)로부터 흘러온 열매체는, 게이트 부시 핀(168)과 간섭하는 위치에서 열매체 우회로(101)로 유입되고, 게이트 부시 핀(168)을 우회한다. 열매체 우회로(101) 하류에는 게이트 부시 핀(168)의 하류에 위치하는 열매체 통로(48a)에 연결되어있고, 열매체는 그들로 분배되어 유출된다. 따라서, 게이트 부시 핀(168)에 의한 열매체의 유량 편차를 경감할 수 있어, 라이너의 온도 분포의 균일성을 유지할 수 있다.

또한, 전술한 공통 효과에 부가하여, 게이트 부시 핀(168)과 홈(168a)의 접촉 면적이 크기 때문에, 게이트 부시 핀(168)에 대한 온도 조정 효과가 증대하는 동시에 부착 방향을 임의로 할 수 있어, 열매체 통로와의 위치 관계를 고려하지 않고, 게이트 부시 핀을 설치할 수 있는 효과가 있다.

개량된 게이트 부시 핀의 제 2 실시형태를 도 14에 도시하며, 도 14의 (a)는 게이트 부시 핀의 평면도, 도 14의 (b)는 도 14의 (a) 중 F-F 화살 표시 단면도이다.

본 실시형태에 있어서는, 라이너(48)의 열매체 통로(48a)와 용융 수지용의 게이트 부시 핀이 간섭하는 위치에 해당하는 게이트 부시 핀(268)이 감합하는 라이너를 관통하는 라이너 구멍(248)의 내측면에 중심축(X)에 대하여 동심원 형상의 홈(248a)을 설치하여 게이트 부시 핀(268)을 우회하는 열매체 우회로(102)를 형성하고 있다.

라이너(48)의 열매체 통로(48a)의 1피치 이상의 직경을 갖는 게이트 부시 핀(268)에 대하여, 라이너(48)의 두께 방향의 열매체 통로(48a) 위치에 상당하는 위치 부근의 라이너(48)를 관통하는 라이너 구멍(248a)의 내측면에 홈(248a)을 설치하고 있고, 그 홈(248a)의 단면적을 열매체 통로(48a)의 1배 이상으로 하고 있다.

즉, 라이너(48)에는 온도 조정을 위한 열매체 통로(48a)가 좁은 피치로 대략 병행 설치되어 있고, 게이트 부시 핀(268)이 라이너(48)를 관통하는 형태로 설치되어 있다. 라이너(48)의 게이트 부시 핀(268)이 감합하는 라이너 구멍(248)의 내측면에는, 라이너(48)의 열매체 통로(48a)와 게이트 부시 핀(268)이 간섭하는 위치 부근에, 게이트 부시 핀(268)의 중심축(X)에 동심원 형상으로 홈(248a)이 설치되어 있고, 게이트 부시 핀(268)이 라이너(48)에 설치되었을 때에 홈(248a)은 열매체 우회로(102)를 형성한다.

본 실시형태의 게이트 부시 핀(268)에 있어서는, 게이트 부시 핀의 상류의 열매체 통로(48a)로부터 흘러온 열매체는, 게이트 부시 핀(268)과 간섭하는 위치에서 열매체 우회로(102)로 유입되고, 게이트 부시 핀(268)을 우회한다. 열매체 우회로(102)의 하류에는 게이트 부시 핀(268)의 하류에 위치하는 열매체 통로(48a)에 연결되어 있고, 열매체는 그들로 분배되어 유출된다. 따라서, 게이트 부시 핀(268)에 의한 열매체의 유량 편차를 경감할 수 있어, 라이너(48)의 온도 분포의 균일성을 유지할 수 있다.

또한, 전술한 공통 효과에 부가하여, 게이트 부시 핀(268)의 직경을 저감할 수 있는 동시에 부착 방향을 임의로 할 수 있어, 열매체 통로(48a)와의 위치 관계를 고려하지 않고, 게이트 부시 핀(268)을 설치할 수 있는 효과가 있다.

개량된 게이트 부시 핀의 제 3 실시형태를 도 15에 도시하며, 도 15의 (a)는 게이트 부시 핀의 평면도, 도 15의 (b)는 도 15의 (a) 중 G-G 화살 표시 단면도이다.

본 실시형태에 있어서는, 라이너(48)의 열매체 통로(48a)와 용융 수지용의 게이트 부시 핀이 간섭하는 위치에 해당하는 게이트 부시 핀(368)의 측면에 중심축(X)에 대하여 동심원 형상의 홈(368a)을 설치하는 동시에, 게이트 부시 핀(368)이 감합하는 라이너를 관통하는 라이너 구멍(348)의 내측면에도 중심축(X)에 대하여 동심원 형상의 홈(348a)을 설치하여, 게이트 부시 핀(368)과 라이너 구멍(348)을 감합했을 때에 양자의 홈(368a, 348a)이 게이트 부시 핀(368)을 우회하는 열매체 우회로(103)를 형성하고 있다.

라이너(48)의 열매체 통로(48a)의 1피치 이상의 직경을 갖는 게이트 부시 핀(368)에 대하여, 라이너(48)의 두께 방향의 열매체 통로(48a) 위치에 상당하는 위치 부근의 게이트 부시 핀(368)의 측면과 라이너(48)를 관통하는 라이너 구멍(348)의 내측면의 양쪽에 각각 홈(368a, 348a)을 설치하고 있고, 그 홈의 단면적을 열매체 통로(48a)의 1배 이상으로 하고 있다.

즉, 라이너(48)에는 온도 조정을 위한 열매체 통로(48a)가 좁은 피치로 대략 병행 설치되어 있고, 게이트 부시 핀(368)이 라이너(48)를 관통하는 형태로 설치되어 있다. 게이트 부시 핀(368)의 측면과 라이너(48)의 게이트 부시 핀이 감합하는 라이너 구멍(348)의 내측면에는, 라이너(48)의 열매체 통로(48a)와 게이트 부시 핀(368)이 간섭하는 위치 부근에, 게이트 부시 핀(368)의 중심축(X)에 동심원 형상으로 게이트 부시 핀(368)의 측면에는 홈(368a)이, 라이너(48)의 게이트 부시 핀(368)이 감합하는 라이너 구멍(348)의 내측면에는 홈(348a)이 설치되어 있고, 게이트 부시 핀(368)이 라이너(48)에 설치되었을 때에 홈(368a)과 홈(348a)은 열매체 우회로(103)를 형성한다.

본 실시형태의 게이트 부시 핀(368)에 있어서는, 게이트 부시 핀(368)의 상류의 열매체 통로(48a)로부터 흘러온 열매체는, 게이트 부시 핀(368)과 간섭하는 위치에서 열매체 우회로(103)로 유입되고, 게이트 부시 핀(368)을 우회한다. 열매체 우회로(103)의 하류에는 게이트 부시 핀(368)의 하류에 위치하는 열매체 통로 (48a)에 연결되어 있고, 열매체는 그들로 분배되어 유출된다. 따라서, 게이트 부시 핀(368)에 의한 열매체의 유량 편차를 경감할 수 있어, 라이너(48)의 온도 분포의 균일성을 유지할 수 있다.

또한, 전술한 공통 효과에 부가하여, 열매체 우회로(103)의 단면적을 넓게 할 수 있기 때문에 우회 저항을 저감시키고, 라이너(48)의 온도 균일성을 향상시키는 동시에 부착 방향을 임의로 할 수 있어, 열매체 통로(48a)와의 위치 관계를 고려하지 않고, 게이트 부시 핀(368)을 설치할 수 있는 효과가 있다.

개량된 게이트 부시 핀의 제 4 실시형태를 도 16에 도시하며, 도 16의 (a)는 게이트 부시 핀의 평면도, 도 16의 (b)는 도 16의 (a) 중 H-H 화살 표시 단면도이다.

본 실시형태에 있어서는, 라이너(48)의 열매체 통로(48a)와 용융 수지용의 게이트 부시 핀이 간섭하는 위치에 해당하는 게이트 부시 핀(468)의 측면을 대직경과 소직경의 상이한 외경으로 단차(468a)를 형성하고, 게이트 부시 핀(468)이 감합하는 라이너를 관통하는 라이너 구멍(448)의 내측면에도 대응하는 대직경과 소직경의 상이한 내경으로 단차(448a)를 형성하며, 게이트 부시 핀(468)과 라이너 구멍(448)을 감합했을 때에 양자의 단차(468a, 448a) 위치의 차이에 따라 주위 공간이 형성되고, 그 공간이 게이트 부시 핀(468)을 우회하는 열매체 우회로(104)를 형성하고 있다.

라이너(48)의 열매체 통로(48a)의 1피치(p) 이상의 직경을 갖는 게이트 부시 핀(468)에 대하여, 라이너(48)의 두께(t) 방향의 열매체 통로(48a) 위치에 상당하는 위치 부근에, 게이트 부시 핀(468)의 단차(468a)와 라이너 구멍(448)의 단차(448a)에 따라 형성되는 게이트 부시 핀(468)의 주위 공간이 열매체 우회로(104)를 이루며, 그 단면적을 열매체 통로(48a)의 1배 이상으로 하고 있다.

즉, 라이너(48)에는 온도 조정을 위한 열매체 통로(48a)가 좁은 피치로 대략 병행 설치되어 있고, 게이트 부시 핀(468)이 라이너(48)를 관통하는 형태로 설치되어 있다. 라이너의 열매체 통로(48a)와 게이트 부시 핀(468)이 간섭하는 위치에 해당하는 게이트 부시 핀 측면을 대직경과 소직경의 상이한 외경으로 단차(468a)를 구성하고 있다. 또한, 라이너(48)의 열매체 통로(48a)와 게이트 부시 핀이 간섭하는 위치에 해당하는 게이트 부시 핀(468)이 감합하는 라이너 구멍(448)의 라이너 측면도 대직경과 소직경의 상이한 내경으로 단차(448a)를 구성하고, 게이트 부시 핀(468)이 라이너(48)에 설치되었을 때에 열매체 우회로(104)를 형성한다.

본 실시형태의 게이트 부시 핀(468)에 있어서는, 게이트 부시 핀(468)의 상류의 열매체 통로(48a)로부터 흘러온 열매체는, 게이트 부시 핀(468)과 간섭하는 위치에서 열매체 우회로(104)로 유입되고, 게이트 부시 핀(468)을 우회한다. 열매체 우회로(104)의 하류에는 게이트 부시 핀(468)의 하류에 위치하는 열매체 통로(48a)에 연결되어 있고, 열매체는 그들로 분배되어 유출된다. 따라서, 게이트 부시 핀(468)에 의한 열매체의 유량 편차를 경감할 수 있어, 라이너(48)의 온도 분포의 균일성을 유지할 수 있다.

또한, 상술한 공통 효과에 부가하여, 열매체 우회로(104)의 단면적을 넓게 할 수 있기 때문에 우회 저항을 저감시키고, 라이너(48)의 온도 균일성이 향상되며, 또한 열매체 우회로(104)의 가공이 용이해지는 동시에 부착 방향을 임의로 할 수 있어, 열매체 통로와의 위치 관계를 고려하지 않고, 게이트 부시 핀을 설치할 수 있는 효과가 있다. 본 실시형태는 가공하기 용이한 이점도 있다.

개량된 게이트 부시 핀의 제 5 실시형태를 도 17에 도시하며, 도 17의 (a)는 게이트 부시 핀의 평면도, 도 17의 (b)는 도 17의 (a) 중 I-I 화살 표시 단면도이다.

본 실시형태에 있어서는, 라이너(48)의 열매체 통로(48a)와 용융 수지용의 게이트 부시 핀이 간섭하는 위치에 배치된 게이트 부시 핀(568)의 상류측 근방 및 하류측 근방의 라이너(48)를 관통하는 열매체 통로(48a)에는, 열매체 통로(48a)를 횡단 연통하는 횡단 열매체 통로(505)가 설치되어 있다.

즉, 라이너(48)에는 온도 조정을 위한 열매체 통로(48a)가 좁은 피치로 대략 병행 설치되고 있고, 게이트 부시 핀(568)이 라이너(48)를 관통하는 형태로 설치되어 있다. 게이트 부시 핀(568)의 측면에는 라이너(48)의 열매체 통로(48a)와 게이트 부시 핀(168)이 간섭하는 위치 부근에, 게이트 부시 핀(568)의 중심축(X)에 동심원 형상으로 홈(168a)이 설치되어 있고, 게이트 부시 핀(568)이 라이너(48)에 설치되었을 때에 홈(168a)은 라이너 구멍(548)의 내주면과의 사이에 열매체 우회로(105)를 형성한다.

또한, 게이트 부시 핀(568)의 상류측 근방 및 하류측 근방에는 열매체 통로(48a)에 대략 직행하여 라이너(48)를 관통하고 열매체 통로(48a)를 횡단 연통하는 횡단 열매체 통로(505)가 설치되어 있다. 게이트 부시 핀(568)의 상류의 열매체 통로(48a)로부터 흘러온 열매체는, 게이트 부시 핀(568)과 간섭하는 위치의 상류측에서 상류측의 횡단 열매체 통로(505)로 유입되고 게이트 부시 핀(568)을 우회하며, 하류측에서 하류측의 횡단 열매체 통로(505)로 유입되어 열매체 통로(48a)로 분배된다.

본 실시형태의 게이트 부시 핀(568)에 있어서는, 게이트 부시 핀(568)의 상류의 열매체 통로(48a)로부터 흘러온 열매체는, 게이트 부시 핀(568)과 간섭하는 위치에서 열매체 우회로(105)로 유입되고 게이트 부시 핀(568)을 우회한다. 열매체 우회로의 하류에는 게이트 부시 핀의 하류에 위치하는 열매체 통로(48a)에 연결되어 있고, 열매체는 그들로 분배되어 유출된다.

또한, 게이트 부시 핀(568)의 상류의 횡단 열매체 통로(505) 및 하류의 횡단 열매체 통로(505)에서는, 열매체 우회로(105)의 기능을 돕는 형태로 분배, 합류가 실행된다. 따라서, 게이트 부시 핀(568)에 의한 열매체의 유량 편차를 경감할 수 있어, 라이너(48)의 온도 분포의 균일성을 유지할 수 있다.

또한, 상술한 공통의 효과에 부가하여, 열매체 우회로의 단면적을 넓게 할 수 있기 때문에 우회 저항을 저감시키고, 라이너(48)의 온도 균일성을 향상시킨다. 또한, 열매체 우회로의 가공이 용이해지는 동시에 부착 방향을 임의로 할 수 있는 효과가 있어, 열매체 통로와의 위치 관계를 고려하지 않고, 게이트 부시 핀을 설치할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 실시형태의 게이트 부시 핀(568), 열매체 우회로(105)는, 상기 제 1 실시형태의 게이트 부시 핀(168), 열매체 우회로(101)와 동일한 것을 설명했지만, 본 실시형태의 특징은 게이트 부시 핀의 상류측 근방 및 하류측 근방에 열매체 통로(48a)를 횡단하는 횡단 열매체 통로(505)를 설치하는 점에 있고, 게이트 부시 핀, 열매체 우회로 등은 제 1 실시형태 내지 제 4 실시형태의 어느 것이어도 무방하다.

개량된 게이트 부시 핀의 제 6 실시형태를 도 18에 도시하며, 도 18의 (a)는 게이트 부시 핀의 평면도, 도 18의 (b)는 도 18의 (a) 중 J-J 화살 표시 단면도, 도 18의 (c)는 도 18의 (a) 중 K-K 화살 표시 단면도이다.

본 실시형태에 있어서는, 라이너(48)의 열매체 통로(48a)와 용융 수지용의 게이트 부시 핀이 간섭하는 위치에 해당하는 게이트 부시 핀(668)의 측면에 중심축(X)에 대하여 상기 열매체 통로(48a)의 방향에서 서로 대향하는 위치에 상기 열매체 통로(48a)와 대략 직교하는 방향의 홈(668a)을 설치하는 동시에, 그 홈(648a)에 대략 직교하여 게이트 부시 핀(668)을 관통하고 상기 대향하는 위치의 홈(668a)을 연통하는 열매체 연통로(668b)를 설치하여 게이트 부시 핀(668)을 우회하는 열매체 우회로(106)를 형성하고 있다.

즉, 라이너(48)에는 온도 조정을 위한 열매체 통로(48a)가 좁은 피치로 대략 병행 설치되어 있고, 게이트 부시 핀(668)이 라이너(48)를 관통하는 형태로 설치되어 있다. 게이트 부시 핀(668)의 상류측, 하류측 측면에는 열매체 통로(48a)의 방향에서 서로 대향하여 열매체 통로(48a)와 대략 직교하는 방향의 홈(668a)이 있고, 각 홈(668a)은 게이트 부시 핀(668)의 상류측, 하류측에 있어서, 라이너 구멍(648)의 내주면과의 사이에 열매체의 합류, 분배를 실행하는 매니폴드를 형성한다. 또한, 홈(668a)에 대략 직교하여 게이트 부시 핀(668)을 관통하는 열매체 연통로(668b)를 설치하고, 대향하는 홈(668a)을 연통하며, 게이트 부시 핀(668)이 라이너(48)에 설치되었을 때에 홈(668a)과 동시에 열매체 우회로(106)를 형성한다.

본 실시형태의 게이트 부시 핀(668)에 있어서는, 게이트 부시 핀(668)의 상류의 열매체 통로(48a)로부터 흘러온 열매체는, 게이트 부시 핀(668)과 간섭하는 위치에서, 열매체 통로(48a)의 방향에서 서로 대향하고 열매체 통로(48a)와 대략 직교하는 방향의 홈(668a)과, 그 홈(648a)에 대략 직교하여 게이트 부시 핀(668)을 관통하고 상기 대향하는 위치의 홈(668a)을 연통하는 열매체 연통로(668b)로 이루어지는 열매체 우회로(106)로 유입되며 게이트 부시 핀(668)을 우회한다. 열매체 우회로(106)의 하류에는 게이트 부시 핀(668)의 하류에 위치하는 열매체 통로(48a)에 연결되어 있고, 열매체는 그들로 분배되어 유출된다. 따라서, 게이트 부시 핀에 의한 열매체의 유량 편차를 경감할 수 있어, 라이너의 온도 분포의 균일성을 유지할 수 있다. 또한, 상기한 공통 효과에 부가하여, 게이트 부시 핀에 있어서의 매니폴드로 되는 홈의 공간을 넓게 할 수 있기 때문에 유량 분포 개선의 효과가 있다.

실시예

이하에, 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세히 설명하지만, 본 발명이 이러한 실시예에 의해 하등 한정되는 것은 아니다.

(실시예 1)

도 1 및 도 3에 도시하는 라이너를 구비한 사출 성형용 금형을 이용하여, 성형품의 성형을 실행했다. 성형품 형상은 264㎜×350㎜(대각 치수 17.26인치), 두께 2㎜의 평판 형상의 확산판이다.

금형의 라이너에는 금형용 스테인리스강으로서, 히타치 금속 주식회사제의 내식경면 다듬질용 스테인리스강 HPM38[열전도율 : 25.1W/(m·K)]을 사용했다.

금형 라이너의 두께(t)는 16㎜로 하고, 라이너에는 열매체를 통과시키기 위해 내경 6㎜의 열매체 통로를 10㎜ 피치로 균등하게 시공했다. 라이너 캐비티 표면으로부터 열매체 통로의 중심까지의 거리(c)는 9.5㎜로 하고 c/t는 대략 0.59로 했다.

또한, 라이너와 모형 사이에는 두께 3㎜의 단열판[열전도율 0.21W/(m·K)]을 사용했다.

고정측의 라이너 표면에는 꼭지각 90°의 광확산용의 프리즘 패턴 가공을 실시했다.

사출 성형기에는 금형 클램핑력 350tonf인 것을 사용했다. 또한, 중온 매체 공급 장치와 저온 매체 공급 장치와 중온 매체와 저온 매체의 전환 장치를 사용했다.

중온 매체 공급 장치의 설정 온도는 95℃~110℃의 사이에서 시험 조건에 따라 임의로 설정하고, 저온 매체 공급장치는 30℃로 설정했다.

또한, 라이너의 온도는 라이너내에 장착한 열전쌍에 의해 가동형, 고정형 각각을 계측했다.

수지 원료로서 COP(시클로올레핀 폴리머, 니혼 제온 주식회사, 제오노아 1060R, 유리 전이점 온도 100℃)를 이용하여 확산판의 성형을 실시했다.

실시예 1은 라이너 온도에 따른 성형 품질과 성형 사이클의 비교이다.

고정측 라이너 및 가동측 라이너에 중온 매체를 공급하고, 라이너 온도가 95℃에 도달했을 때에 온도 조정 회로를 우회하여 중온 매체를 라이너내에 봉입한 상태에서 사출을 개시했다. 이 때의 사출 성형기의 실린더 온도는 280℃로 설정했다. 사출 완료 후, 보압 공정으로 전환된 시점에서 저온 매체로 전환하고, 성형품의 냉각을 개시했다. 22초간 냉각을 실행하여 성형품을 취출했다.

이 때, 라이너에 장착한 열전쌍에 의하면, 수지 충전 후의 라이너 온도는 수지로부터의 입열에 의해 최대 108℃까지 상승하는 것이 확인되었다.

얻어진 성형품은 들어감 또는 휨 등이 없이 양호한 외관을 나타냈다. 이 때의 성형 사이클은 58초(sec)였다.

또한, 성형품 표면의 프리즘 패턴을 키엔스 주식회사제의 초심도 형상 측정 현미경 VK-8550을 이용하여 측정한 바, 성형품 전체면에 있어서 90% 이상의 전사율을 나타내었다. 전사한 패턴 높이와 금형에 실시한 패턴높이의 비를 전사율로 했다.

[전사율, %]=[성형품의 패턴 높이]/[금형의 패턴 높이]×100

상기 조건으로 성형을 실행하고, 라이너 재질과 사출시의 라이너 온도를 각종 변화시켰을 때의 결과를 표 1에 나타낸다.

비교예 1로서 라이너 온도를 86℃로 가열하여 성형을 실행한 바, 성형품 표면의 전사성은 70%~99%로 편차가 많은 것을 알 수 있었다.

라이너 온도가 100℃에서 사출을 실행한 경우에는 수지 충전 후의 라이너 온도는 최고 109℃로 상승했다. 이때의 성형품의 전사율은 전체면에서 90% 이상으로 양호했다(실시예 2).

또한, 라이너 온도를 105℃로 하여 사출을 실행한 바, 수지 충전 후의 라이너 온도는 최고 111℃로 상승하고, 전사율도 90% 이상으로 양호했지만, 패턴이 성형품 표면 형상을 미끄러져 어긋나 있는 모양(슬립)이 확인되었다(비교예 2).

이것은 사출 후의 금형 온도가 높고 스킨층의 형성이 불충분하기 때문에, 순차적으로 흘러 들어오는 수지의 전단력의 영향을 받아, 한번 형성한 패턴이 슬립한 것으로 사료된다.

또한, 사출시의 온도를 유리 전이점 온도 이하로 함으로써, 유리 전이점 온도 이상으로 할 때보다도 가열, 냉각시의 라이너 온도의 진폭을 작게 하는 것이 가능해지고, 금형의 라이너 가열·냉각에 필요한 에너지를 저감할 수 있으며, 성형 사이클을 단축할 수 있다는 효과를 볼 수 있었다.

[표 1]

< 비교예 1, 2, 실시예 1, 2 >

(실시예 2)

본 실시예는 라이너 온도를 95℃로 하여 열전도율이 다른 라이너 재질을 사용한 테스트이다. 금형 라이너 재질을 HPM38 외에, 다이도 특수강 주식회사제의 플라스틱 금형용강인 석출 경화계의 NAK80[열전도율 : 39.3W/(m·K)], 주식회사 고베제강소제의 플라스틱 금형용강 탄소강인 S50C[열전도율 : 50.5W/(m·K)]를 이용했을 때의 본 발명의 효과를 설명한다.

사출시의 라이너 온도를 95℃로 일정하게 하고, 각각의 재질로 성형 시험을 실시하며, 얻어진 성형품의 전사성을 평가했다. HPM38보다 열전도율이 높은 NAK80으로는 양호한 성형품을 얻을 수 있었다. 이 때의 라이너의 최고 온도는 106℃였다.

다음에 금형 라이너 재질을 S50C로 변경하고, 마찬가지로 95℃에서의 라이너 온도로 사출을 실행한 바 최고 온도는 104℃까지 상승을 보였지만, 얻어진 성형품의 전사성은 일부 85%로 낮은 부분이 있는 것을 알 수 있었다.

결과를 표 2에 나타낸다.

[표 2]

< 비교예 3, 실시예 1, 3 >

이러한 실시예에 의해, 열전도율이 낮은 경우에는, 수지로부터 들어간 열량은 라이너 표면 온도의 상승에 효과적으로 작용하는 데 반해, 라이너의 열전도율이 높아지면, 수지로부터 들어간 열량이 라이너에 흡수되어 깊이 방향으로 전도되기 때문에, 표면 온도를 상승시키는 작용이 작고 성형품의 전사율에 영향을 주는 것을 알 수 있으며, 적절한 열전도율의 금형 강재를 선정함으로써, 금형 온도 진폭 저감에 수반하는 에너지 절약화와 고전사성을 양립시키는 것이 가능해지는 것을 알 수 있었다.

(실시예 3)

본 실시예는 라이너 표면으로부터 열매체 통로의 중심까지의 거리(c), 인접하는 열매체 통로 사이의 거리(피치)(p) 및 금형 라이너의 두께(t)에 관한 본 발명의 효과를 설명한다. 표 3에는 라이너의 초기 온도를 80℃, 중온 매체 온도를 110℃로 한 경우의 비정상 열전도 해석의 결과를 나타내었다.

표 3에 나타내는 바와 같이, 비교예 5나 비교예 7과 같이 열매체 통로를 라이너의 두께의 중앙 위치에 배치한 경우에는, 라이너의 가열 과정에 있어서 2.5℃ 이상의 온도차가 라이너 표면상에 나타나기 때문에 표면 온도의 균일성이 불량하고, 성형품에는 이 온도차에 기인하는 수축 등의 성형 불량이 발생한다고 사료된다.

또한, 라이너 표면으로부터 열매체 통로의 중심까지의 거리(c)와, 인접하는 열매체 통로 사이의 거리(p)에 대해서는 실시예 1, 3, 4에 도시하는 바와 같이 p/c를 1.11 이하로 함으로써 라이너 표면의 최대 온도차는 1.0℃ 이하로 됨에 반해, 비교예 5 내지 8 모두 p/c가 커짐에 따라 라이너 표면의 최대 온도차가 2.5℃ 이상으로 되어, 표면 온도의 균일성에 악영향을 미치는 것을 알 수 있다.

이러한 결과로부터 라이너의 두께를 매우 얇게 열용량을 저감하면서 성형품 품질에 대한 라이너 표면 온도의 영향을 없애기 위해서는, 라이너 표면으로부터 열매체 통로의 중심까지의 거리(c), 인접하는 열매체 통로 사이의 거리(피치)(p) 및 라이너의 두께(t)의 관계를 c/t를 0.58 이상, 바람직하게는 0.59 이상으로 하고 p/c는 1.1 이하 바람직하게는 1.05 이하로 하는 것이 좋다는 것을 알 수 있었다.

[표 3]

< 실시예 1, 3, 4, 비교예 4, 5, 6, 7, 8 >

(실시예 4)

다음에 냉각 개시 타이밍에 관한 본 발명의 효과의 설명을 표 4에 기초하여 설명한다.

실시예 1에서는 라이너 냉각 개시를 보압 개시의 타이밍으로 설정했다. 보압 개시 위치는 캐비티내의 체적에 대하여 수지가 9할 이상 충전된 위치로 했다. 이 결과, 얻어진 성형품의 패턴 전사율은 90% 이상으로 되었다.

다음에, 냉각 개시의 타이밍을 보압 완료시로 한 경우에도 전사율 90% 이상의 성형품을 얻을 수 있었다. 단, 냉각 개시의 타이밍이 실시예 1과 비교하여 느리기 때문에, 성형 사이클은 63초 이상으로 되었다.

비교예 4는 냉각 개시의 타이밍을 사출 개시와 동시로 한 경우이다. 이 경우, 캐비티 전체에 수지가 충전되기 전에 일부 개소에서는 금형의 냉각이 개시되기 때문에, 성형품의 패턴 전사율에 70~99%의 편차가 발견된다.

[표 4]

< 실시예 1, 5, 비교예 4 >

또한, 성형품인 확산판의 대각 치수가 32인치와 45인치용으로, 비례적으로 사이즈 업한 동일 구조의 금형을 제작하여 동일한 성형 방법을 실시한 바, 거의 동일한 사이클로 90% 이상인 전사율의 성형품을 얻을 수 있었다.

1 : 사출 성형기 4 : 고정측 금형의 모형
5 : 가동측 금형의 모형 14 : 핫 러너
14a : 밸브 게이트 부착 다이렉트 게이트
10 : 사출 유닛 20 : 사출 성형기 제어 장치
23 : 저온수 탱크 24 : 중온수 탱크
25 : 회수 탱크 26, 29 : 저온수 펌프
28 : 중온수 펌프 30 : 금형 온도 조정 장치
38, 39 : 단열판 42 : 가압 부재(고정측)
43 : 가압 부재(가동측) 45 : 금형 온도 제어부
46 : 화상 표시 수단 47 : 열매체 온도 설정 수단
48 : 라이너 48a : 열매체 통로
49 : 매니폴드 50 : 성형품
52, 53, 54, 55, 56, 57 : 개폐 밸브 58 : 라이너
58a : 열매체 통로 63 : 저온수 온도 센서
64 : 중온수 온도 센서 65, 66 : 온도 센서
68 : 게이트 부시 핀
101, 102, 103, 104, 105, 106 : 열매체 우회로
168, 268, 368, 468, 568, 668 : 게이트 부시 핀
168a : 홈 248 : 라이너 구멍
248a : 홈 348 : 라이너 구멍
348a : 홈 368a : 홈
448 : 라이너 구멍 448a : 단차
468a : 단차 505 : 횡단 열매체 통로
548 : 라이너 구멍 648 : 라이너 구멍
668a : 홈 668b : 열매체 통로

Claims (16)

1. 고정측 금형, 가동측 금형 모두 모형내에 설치되어 개방측에 캐비티면을 형성하고, 캐비티면으로부터 일정 거리 위치에 복수의 열매체 통로가 천공되어 있으며, 열전도율이 20~40W/(m·K)인 금속으로 이루어지는 두께 15~30㎜의 직사각형 판형상의 라이너와, 모형과 라이너 사이에 삽입 설치한 열전도율이 5W/(m·K) 이하인 단열판과, 라이너의 역캐비티면의 양단에 라이너의 열매체 통로로 통하도록 설치된 한쌍의 열매체 매니폴드와, 라이너의 4단 가장자리를 가압하여 모형에 고정하는 복수의 가압 부재로 구성된 것을 특징으로 하는 금형.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 라이너의 재질이 스테인리스강이고, 상기 단열판이 유리 섬유 보강의 내열성 수지 또는 세라믹인 것을 특징으로 하는 금형.
3. 청구항 1의 금형과, 열매체를 성형품 수지의 유리 전이점 온도 근처의 설정온도로 조정하는 중온도 조정수단과, 열매체를 설정 저온으로 조정하는 저온도 조정 수단을 구비하고, 상기 중온도 조정 수단으로 온도 조정된 열매체와 상기 저온도 조정 수단으로 온도 조정된 열매체를 선택적으로 전환하여 라이너의 열매체 통로로 공급함으로써 라이너의 온도 제어를 실행하도록 한 금형 온도 조정 장치에 있어서,
   고정측 금형 및 가동측 금형 각각의 라이너 온도를 검출하는 복수의 라이너 온도 검출 수단과, 중온 열매체 온도, 저온 열매체 온도, 용융 수지의 충전을 개시하는 라이너 온도, 저온 열매체의 공급을 정지하여 동 매체의 밀봉을 개시하는 라이너 온도, 충전 수지의 냉각을 완료하여 금형 개방을 개시하는 라이너 온도를 각각 설정하는 라이너 온도 설정 수단과, 라이너 온도가 각 설정 온도로 되도록 제어하는 라이너 온도 제어 수단과, 보압한도 시간을 설정하는 타이머와, 보압 개시 후 열매체 출구를 개방하여 저온 열매체를 라이너로 공급하기까지의 시간을 설정하는 타이머와, 라이너로의 저온 열매체 밀봉으로부터 밀봉 해제, 중온 열매체 공급까지의 시간을 설정하는 타이머와, 상기 각 설정값을 성형 공정에 대한 라이너 온도 곡선에 화면 표시하며, 화면을 전환하여 실제 성형 공정에서의 라이너의 온도의 실측값을 설정값과 병기 또는 단독으로 표시할 수 있는 표시 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 금형 온도 조정 장치.
4. 청구항 3에 기재한 금형 온도 조정 장치를 이용하여, 용융 수지 충전 전에 금형의 라이너를 가열하고, 수지 충전 후, 상기 라이너를 냉각하는 사출 성형 방법에 있어서,
   수지의 유리 전이점 온도를 Tg로 했을 때, 라이너에 Tg와 거의 동일 온도의 중온 열매체를 공급하고, 충전 공정을 개시하는 라이너 온도 TH를 Tg-5℃~Tg-10℃로 하며, 라이너 온도가 TH에 도달한 시점에서 중온 열매체의 공급을 정지하고, 열매체 출구를 폐쇄하며, 라이너내에 중온 열매체를 봉입한 상태에서 성형기의 사출을 개시하여 용융 수지를 충전하고, 용융 수지의 열량에 의해 온도 TS=Tg~Tg+10℃까지 승온한 라이너의 온도를 유지하며, 보압 개시시로부터 설정된 시간 후, 열매체 출구를 개방하고, 저온 열매체를 라이너로 공급하면서 라이너내의 열매체 통로에 저장하고 있는 중온 열매체를 배출하며, 저온 열매체의 공급을 속행하여 라이너의 냉각 공정을 진행시키고, 보압 한도 시간 후 또는 금형 온도가 Tg 이하로 되었을 때 수지의 보압을 해제하여, 라이너 온도 TM=Tg-5℃~Tg-15℃에 도달 후, 저온 열매체의 라이너로의 공급을 정지하는 동시에 열매체 출구를 폐쇄함으로써 라이너내에 저온 열매체를 봉입하고, 서냉을 실행하여 라이너 온도가 성형품의 열변형 온도(TL) 이하로 되었을 때, 금형 개방하여 성형품을 취출한 후, 중온 열매체로 전환하며, 열매체 출구를 개방하여 라이너로부터 저온 열매체를 배출하며, 충전 공정을 개시하는 라이너 온도(TH)를 향해 승온하는 것을 특징으로 하는 사출 성형 방법.
5. 청구항 1의 금형을 이용하여, 청구항 4에 기재한 사출 성형 방법으로 제조된 금형 캐비티면상의 프리즘의 평균 높이에 대한 성형품면상의 프리즘의 평균 높이가 90% 이상 전사되어 있는 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 시트.
6. 청구항 3에 기재한 금형 온도 조정 장치를 이용하여, 청구항 4에 기재한 사출 성형 방법에 의한 성형 공정의 실측 금형 라이너 온도를 사출 공정 1사이클마다 사출 성형기의 표시 수단의 화면에 표시하며, 사출 성형기에 의한 수지의 성형 조건이 최적으로 되고, 성형 사이클의 시간이 최단으로 되도록, 중온 열매체 온도(THW),저온 열매체 온도(TLW), 충전 개시 금형 라이너 온도(TH) 및 저온 열매체의 공급 정지 온도(TM), 금형 개방 개시의 라이너 온도(TL)의 설정값을 조정하여, 사출 공정시의 금형 라이너 온도를 감시하도록 한 것을 특징으로 하는 금형 온도 조정 방법.
7. 청구항 3에 기재한 금형 온도 조정 장치를 갖는 사출 성형기에 구비된 사출 충전 공정 조건의 설정 화면과, 상기 금형 온도 조정 장치의 표시 수단의 화면이 동일한 화면상에서 전환 표시 가능한 것을 특징으로 하는 사출 성형기.
8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   캐비티 표면으로부터 열매체 통로의 중심까지의 거리(c)가 라이너 두께(t)에 대하여 c/t≥0.58, 열매체 통로의 간격 피치(p)에 대하여 p/c≤1.1로 되는 것을 특징으로 하는 금형.
9. 제 1 항, 제 2 항 또는 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
   열매체 통로와 매니폴드가 통하는 위치에 있어서, 열매체 통로의 내경을 d로 했을 때, 열매체 통로의 폐색 단부까지의 깊이(f)는 매니폴드와의 연통 구멍 가장자리로부터 3d 이하인 것을 특징으로 하는 금형.
10. 제 1 항, 제 2 항, 제 8 항 또는 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    라이너의 열매체 통로와 용융 수지용 게이트 부시 핀이 간섭하는 위치에 해당하는 게이트 부시 핀 측면에 홈을 설치하여 열매체 통로에 협착부가 발생하지 않도록 한 것을 특징으로 하는 금형.
11. 제 1 항, 제 2 항, 제 8 항 또는 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    라이너의 열매체 통로와 용융 수지용 게이트 부시 핀이 간섭하는 위치에 해당하는 게이트 부시 핀 측면에 중심축에 대하여 동심원 형상의 홈을 설치하여 게이트 부시 핀을 우회하는 열매체 우회로를 형성하도록 한 것을 특징으로 하는 금형.
12. 제 1 항, 제 2 항, 제 8 항 또는 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    라이너의 열매체 통로와 용융 수지용 게이트 부시 핀이 간섭하는 위치에 해당하는 게이트 부시 핀이 감합하는 라이너를 관통하는 라이너 구멍의 내측면에 중심축에 대하여 동심원 형상의 홈을 설치하여 게이트 부시 핀을 우회하는 열매체 우회로를 형성하도록 한 것을 특징으로 하는 금형.
13. 제 1 항, 제 2 항, 제 8 항 또는 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    라이너의 열매체 통로와 용융 수지용 게이트 부시 핀이 간섭하는 위치에 해당하는 게이트 부시 핀 측면에 중심 축에 대하여 동심원 형상의 홈을 설치하는 동시에, 상기 게이트 부시 핀이 감합하는 라이너를 관통하는 라이너 구멍의 내측면에도 중심축에 대하여 동심원 형상의 홈을 설치하여, 상기 게이트 부시 핀과 상기 라이너 구멍을 감합했을 때에 양자의 홈이 게이트 부시 핀을 우회하는 열매체 우회로를 형성하도록 한 것을 특징으로 하는 금형.
14. 제 1 항, 제 2 항, 제 8 항 또는 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    라이너의 열매체 통로와 용융 수지용 게이트 부시 핀이 간섭하는 위치에 해당하는 게이트 부시 핀 측면을 대직경과 소직경의 상이한 외경으로 단차를 형성하고, 상기 게이트 부시 핀이 감합하는 라이너를 관통하는 라이너 구멍의 내측면에도 대응하는 대직경과 소직경의 상이한 내경으로 단차를 형성하며, 상기 게이트 부시 핀과 상기
    라이너 구멍을 감합했을 때에 양자의 단차의 위치의 차이에 의해 주위 공간이 형성되고, 상기 공간이 게이트 부시 핀을 우회하는 열매체 우회로를 형성하도록 한 것을 특징으로 하는 금형.
15. 제 11 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    라이너의 열매체 통로와 용융 수지용 게이트 부시 핀이 간섭하는 위치에 배치된 게이트 부시 핀의 상류측 근방 및 하류측 근방의 라이너를 관통하는 열매체 통로에는, 상기 열매체 통로를 횡단 연통하는 횡단 열매체 통로가 설치된 것을 특징으로 하는 금형.
16. 제 1 항, 제 2 항, 제 8 항 또는 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    라이너의 열매체 통로와 용융 수지용 게이트 부시 핀이 간섭하는 위치에 해당하는 게이트 부시 핀 측면에 중심 축에 대하여 상기 열매체 통로의 방향에서 서로 대향하는 위치에 상기 열매체 통로와 대략 직교하는 방향의 홈을 설치하는 동시에, 상기 홈에 대략 직교하여 게이트 부시 핀을 관통하고 상기 대향하는 위치의 홈을 연통하는 열매체 연통로를 설치하여 게이트 부시 핀을 우회하는 열매체 우회로를 형성하도록 한 것을 특징으로 하는 금형.
    

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